安博王凯军谈污水处理节能降耗

近日，于中国水网以及清华年夜学主理的“2007水业高级技能论坛”上，北京市情况掩护科学研究院总项目师王凯军对于污水处置惩罚节能降耗的路子以及对于策举行了阐发、先容。如下内容按照王总的讲话收拾整顿（未经本人审核）。

我重要三个方面的内容。 第一个是可连续成长的污水处置惩罚工艺；第二个是处置惩罚工艺能耗阐发以及节能降耗路子；第三个是污水处置惩罚节能降耗技能的阐发。这三个方面的内容各不不异，可是节能降耗作为可连续成长的理念来说，它的潜力应该是最强盛的。第二个是从技能层面，第三个从详细的要领来思量。 从三个方面要讲到工艺以及设计、运转以及治理和质料以及装备。 起首是可连续成长的污水处置惩罚技能。于做这个演讲以前，我上彀查了一下，谈到污水处置惩罚的可连续成长技能，文章很是多，有上百篇。可是真正于技能层面谈到污水处置惩罚可连续成长的，只要很是有限的几篇内容。我给各人先容一下。 起首，钱易院士比力早地提出了清洁出产、轮回经济以及可连续成长的问题，这内里重要提到了观点的问题，此中于差别的场所提到了外洋的可连续成长的污水处置惩罚模式，还先容了可连续生物除了磷脱氮工艺。 另有聂梅生传授于《对于水处置惩罚技能成长的从头熟悉》中提出，要对于传统不雅念从头审阅，生物处置惩罚素质上是高能耗工艺，成长绿色水处置惩罚技能是一个趋向。而且，节能降耗的水处置惩罚是一个持久的使命。 另有一名师长教师，于《可连续成长新型、高效都会污水处置惩罚技能切磋》内里提出了可连续成长的判定原则问题，而且提出，高资源占用以及高能耗工艺不切合可连续成长的基来源根基则，于技能层面上提出了一些路子。 近来，于水网主理的上一个集会上，我提出了几条判定的原则，此中于资源上、于收受接管资源以及能源耗损上提出了一些观念，别的提出了跨区域、跨范畴的问题。 起首提出三个观点，第一个是于出产上。各人提到生物能源等可再生能源的开发，于动力的使用上，天下于讲节能降耗，于水处置惩罚上，各人提出了绿色水处置惩罚技能。而且，以为此后二氧化碳的减排也是水处置惩罚一个主要的使命，由于，污水处置惩罚也会孕育发生二氧化碳。别的，耗损动力上也是折合成二氧化碳。我计较了一下，到2010年或者者是到2020年，我国的污水处置惩罚内里占天下总的能耗是几多，阿谁数据比力粗，可是基本上到2010年或者者是2020年，污水处置惩罚的能耗跨越了1%。 别的，谈一下可连续成长的污水处置惩罚技能。脱氮除了磷的工艺内里有三点，第一个是连续除了氮的工艺，第二个是作为磷收受接管的工艺，第三个是作为工业磷收受接管的工艺。 传统污水处置惩罚工艺以及可连续成长的污水处置惩罚工艺于以上三点要惹起各人的留意。第一个是厌氧处置惩罚，要尽可能低的能源耗损、孕育发生能源。第二，反硝化脱氮以及除了磷要削减污泥的孕育发生。第三点是联合化学除了磷，而不是简简朴单地去除了。第四个是削减二氧化碳的排放和水资源收受接管哄骗。第五是污泥的孕育发生要削减。根据这几个方面，咱们可以把可连续进一步细化。 于外洋有三个技能不雅点，也是应战性的不雅点。第一个是集中与分离的问题。一样聂梅生传授也提出了一些不雅点，以为运用新技能绝对于是要分离的，集中与分离相组合是科学的趋向。外洋提出了一些分离处置惩罚包孕可连续成长的详细的模式，好比说固化以及厌氧处置惩罚相联合，联合氧化的工艺，末了于小的规模内里处置惩罚的工艺 第二个是源头节制，有一些不雅点比力极度，我赞成此中部门，经由过程下水管运送污染物是一个汗青过错，现代都会污水处置惩罚体系严峻缺少可连续性以及抗滋扰威力，是一个懦弱的体系。每每对于水资源是粉碎，而不是收受接管哄骗。 详细来说，触及到源分散的观点，于现代下水体系一些详细的数据，各人可以看一下。尿液内里的氨氮是占80%，以是按照最基本的数据提出了一系列的源分散的技能。此中我先容三个比力典型的，第一个我称为芬兰以及瑞典的模式，叫做生态茅厕。适才讲了，于中国的鄂尔多斯九、10月份有一个生态茅厕的集会。此中有一个小区的楼房，都是根据生态茅厕设计的。这个观点长短常简朴地，粪便分散之后，剩下的灰水内里BOD以及COD的产量都很是低。咱们于北京市的昌平区的一个村庄也是跟瑞典互助，此刻已经经运转了，也是接纳生态茅厕的观点。这个观点比力有争议的是，从细节上来说，茅厕要全数改造，分散体系、运输体系全数要转变，各人有一些争议，以为现有都会不易设置装备摆设，包孕人的卫生习气，男士也要蹲着上茅厕，包孕有无气息等有许多争议。以是，荷兰提出了一个荷兰的模式，它重要是集中于尿液这部门，把氮去除了50%。这就是尿液的分散，这个分散也是于便器长进行转变，把这个尿液网络到地下室，然后经由过程这个管道把尿液抽走。假如说这个模式也是对于修筑举行比力年夜的改造的话，那末，日本奉行了第三种模式。把粪便零丁处置惩罚，日本以及德国接纳这类模式。也就是黑水零丁处置惩罚网络，网络之后，粪尿运输到一个粪尿处置惩罚厂，孕育发生能源。 这三种模式都是对于源分散的实践，假如各人感觉这三种模式都不行，但愿于此后的实践中，提出更好的模式。可是我想，这最最少代表了一个可连续成长的标的目的。 第三个方面，是厌氧处置惩罚。由于这个从耗能来说，是不问可知的。美国的一名专家以为厌氧技能是可连续成长的焦点技能，开发厌氧都会污水处置惩罚是废水处置惩罚汗青上最巨大的前进，以是提到的高度也长短常高的。 于成长中的国度，咱们的近邻印度，另有南美的巴西，哥伦比亚，污水处置惩罚厂年夜范围接纳了厌氧污水处置惩罚，以至是几十万吨的污水处置惩罚厂，成长患上很是迅速。 这是给各人先容的第一个方面，就是从源头节制，从可连续成长的角度谈污水处置惩罚的一些观点。 第二，触及处处理工艺能耗。节省以及降耗的路子来说，于十几年条件出了生命周期阐发。适才有几个结论性的工具，就是污水处置惩罚是能源紧密亲密型的行业。传统上讲能耗阐发，仅仅是偏重在处置惩罚的能耗，假如讲周期，扩展一点从污水处置惩罚的下水道的传输、污水处置惩罚厂的设置装备摆设、运转、污水处置惩罚厂的拆除了，假如全历程思量污水处置惩罚的设计、工艺开发模式，是对于传统思维以及工艺的伟大应战。并且外洋的像美国、加拿年夜的公司，正常要求一个设计部分弄设计，必需举行全历程的生命周期的阐发。 很简朴地给各人几个数据。假如不思量管道这部门，思量设置装备摆设、运转、拆除了这部门来看（我这是拿传统的国际工艺来看），它包孕运输、钢材、水泥等等的折算的要领，设置装备摆设时期的能耗是于30%摆布，运转方面的能耗是于70%摆布，拆除了的能耗相对于比力低。咱们也做了一下，按这几年海内设置装备摆设的污水处置惩罚厂的来看，设置装备摆设部门的能耗可能会到达30%到50%。为何呢？第一，这几年设置装备摆设的污水处置惩罚厂耗氧的部门接纳延时报弃，时间比力长；第二个是由于设置装备摆设部门污泥没有加之，假如把污泥加之要年夜患上多，以是这一块的能耗比重是一般的，可是运转的能耗比重是要削减的。 那末从详细来分，可以看到，曝气以及回流是最重要的能耗。别的，污水的晋升也长短常年夜的，这两块加起来有80%到90%，以是这两块要器重，而预处置惩罚加之运输是相对于比力少的。 别的从生命周期阐发来说，比能耗的观点主要。正常来说去除了一千克的比能耗是1到1.2千瓦的电耗，咱们出产电的污染物长短常年夜的。包孕年夜气污染物的排放4千克摆布，而固体废料是0.7千克，水是2.45千克。以是，适才我提到的是可连续成长跨介质，于电的方面，说污水处置惩罚用的1度电，带来相干行业那末年夜的污染，这是下一步必需要思量的。这个数据我想只是供各人参考，并且阐发也比力老，基本是于10年前，90年月末期的一些数据。 第二，从污水处置惩罚自己来说，咱们有无机物的去除了、氮磷的去除了，从污泥的素质上来说，无机物的去除了是100%，氮磷的去除了是60%来说，氨氮的去除了也是60%摆布。别的污泥不变的能耗也是50%摆布，以是说从能耗阐发来说，这三块，无机物的去除了、氮的去除了，污泥不变的能耗是咱们下一步要阐发的。 第三部门，我想进入到详细的污水处置惩罚节能降耗的技能阐发，这个也是从三个方面讲。工艺以及设计、运转以及治理、装备以及器材。 一样，这三个问题也触及到了工艺的选择，源头的节制和运转治理，重要是水量、水质以及运转方面的思量。别的节能的高效的装备的选用来思量的。 从工艺节制来思量，第一个，现实于前次的集会上我已经经提出了，要强化预处置惩罚降低除了氮功效的能耗。这内里也提到，一样接纳氧化沟工艺，能耗的比例是差别的，好比说厌氧或者化学沉淀或者者是水解或者AB工艺，或者者是初沉池。它的的去除了威力是差别的。 讲到预处置惩罚工艺，咱们有一个很好的实例，去年无锡有一个水解工艺，这是快要10个月的运转数据，去除了率基本上于50%以上。以是预处置惩罚于提高了50%以上的去除了率以后，后续的节能降耗提供了很年夜的课题。 第二点讲的是除了氮工艺，那末氮的去除了这几年技能的进展很是迅速。以是氮的去除了沿着这条路，亚硝化、反硝化等等的路径。这几年从叫做厌氧氨氧化。以是工艺以及科学都是纷歧样的成长。开发的工艺也是纷歧样的，短程反硝化，厌氧处除了磷等等。它的工艺的潜力也是伟大的，短程反硝化能节约62.5%的能耗。 这个是咱们于试验室的一个试验，它的技能进展也长短常年夜的，氨氧化之前要两个反映器此刻一个反映器就能够完成。此刻这个范畴重要于科学研究、项目设计、运转三个环节存于比力严峻的问题。科学家研究的成果没有被设计职员所把握，同时设计职员把握以后，怎样通报到运转部分也是一个很是年夜的冲破，可是技能的成熟已经经具有了工业化运用的可能性。并且，现实于外洋来说，所有适才触及到的工艺，已经经有了差别水平的运用。 第三个，于工艺方面，转变污水处置惩罚的政策，强化污泥处置惩罚。前几年的一个技能政策，对于污泥的处置惩罚，要求10万吨以上接纳厌氧硝化，致使了此刻90%以上以至100%的污泥处置惩罚不接纳厌氧硝化。2008年之后，可能会有1、两个都会兴修了厌氧硝化，那末于海内外的技能也长短常成熟的。它可以热电联产，于外洋可以削减50%的能耗，于海内到达30%是彻底有可能的。 同时像瑞典、日本都最先研究用污泥孕育发生的沼气作为清洁燃料。瑞典提出2020年他们国度的所有公交车全数接纳沼气燃料，并且此刻他有7个都会的公交车接纳沼气燃料。2个都会间的火车接纳了沼气净化之后的燃料。我想这些都是一个可连续成长的观点的运用。 第二个方����APP面，适才从饼图来看来说，周全讲的是工艺，下面讲到曝气回流以及晋升两个方面，也是给各人一个例子来说。第一个就是因为咱们的污水处置惩罚厂不是满负荷，可能10万吨的，此刻多是5万吨的污水处置惩罚厂于运转。或者者是日夜之间的污水流质变化很是年夜，以是日夜相差几倍。以是接纳变频技能，步伐节制长短常成熟的，可以节能相称地比例。这是某个厂子的比例，它是共计接纳36台变频，节能62.3%。 第二个就是鼓风机的风量调治技能，这本色是按照流量、浓度以及反映水平来节制流量。可是现阶段咱们国度仅仅逗留于按照浓度来举行风量的调治。那末按照浓度来调治的话，有必然的坚苦，咱们做过一个实验，可以看到这边的标是消融氧，消融氧的变迁颠簸性长短常年夜的。假如有的时辰曝气，气泡到消融氧探头，于这内里气化长短常难的。咱们有一个呼吸速度仪，测消融氧的平稳气化，另有反映的水平举行节制，节制以后可以到达节能的效果。 这是一个实例，这内里是按照呼吸速度仪节制风量，以是现实上鼓风机的风量是一个及时的节制。这方面我感觉仍旧有年夜量的事情可以做的，仍有年夜量的潜力可以挖掘。 末了，由于前面提到了全历程的节制。以是，我于这里给各人讲讲不太被器重的方面，这些方面于近阶段有比力年夜的节能降耗的潜力。一个是各人相识的Biolack技能，另有外洋也用曝气池的反映器，另有用钢布局来做反映器。这都是设置装备摆设阶段的节能降耗的路子。并且从外洋来说，钢布局的设置装备摆设以及钢布局的质料，于相干行业钢铁这个质料是情况敌对的质料，由于它是可以再生哄骗的。 那末于这个上面来说，假如你节约了这些组件的用料，你是节约了相干行业的质料。好比说Biolack技能有曝气的技能等等，你等因而节约了相干技能。 另有一个是于传统的装备质料上面仍旧有很年夜的节能降耗的潜力。以脱水机为例，此刻正常接纳的是带式脱水机。德国接纳的是螺旋压榨脱水机，带式脱水机占300%的能耗，可是它比螺旋压榨脱水机高100%。同时，于脱水的环节思量合理的选择混凝剂、节制投加量另有污泥量、含水率以及药剂投加量的技能婚配，这也是可以节能降耗的潜力。它经由过程这三个办法节能降耗，一个污水处置惩罚厂每一年可以节约运转费43万元。 我只是给各人讲出一个节能降耗的趋向，指导各人于这个方面举行思索，谢谢各人！（中国水网）