污水处理厂如何从“耗能大户”变身“产能先锋”？

时间：2010-07-12 16:32

来源：中国水网

作者：张倩

作为落实科学发展观的重要任务，“节能减排”已成为社会健康发展的方向。“节能减排”在着力扭转着环境恶化的局面，而当前在水环境治理方面，却出现了“鱼与熊掌不可兼得”的场面——被誉为“减排”头等功臣的污水处理厂，却陷入了尴尬的“耗能门”。

随着以太湖流域为代表的各地污水处理厂提标改造工作的风风火火进行，污水处理厂的运行总能耗也出现了飙升。“就太湖流域而言，提标改造后的污水处理厂运行总能耗增加达1/4~1/3。”无锡市排水总司副总经理李激曾表示。

近日，在由中国水网和清华大学环境科学与工程系联合主办的“2010水业高级技术论坛”上，清华大学环境系教授、原北京市环境科学保护研究院总工王凯军则指出，西方人现已提出：污水处理厂不应是能量消耗单位，而是要成为能量产生单位。那么，如何实现污水处理厂由耗能到产能的转变，王凯军同与会代表分享了西方人提出的三个方向。

一是节能

目前，污水处理耗能情况明显，这也正意味着污水处理在节能方面存在着广阔空间。

据上海市政工程设计研究总院总工张辰介绍，当前每立方米污水处理的能耗为0.15~0.28kW•h，如按每立方米污水处理能耗节省0.01 kW•h计算，全国每年则可节省能耗1亿多元。

那么，如何实现节能呢？

张辰指出，污水处理厂可通过采用节能设备、采用先进控制（控制曝气量、精确控制、优化运行参数）、采用节能工艺（反硝化除磷、厌氧氨氧化、短程硝化反硝化）的途径来实现能耗的节约。

中国人民大学环境学院副院长、原北京排水集团总工王洪臣尤其强调了当前污水处理厂在曝气量控制方面的问题。王洪臣说，在国家尚未将氨氮列入减排约束性指标的情况下，全国的污水处理厂出水的氨氮情况之所以可以好得出奇，正要归功于“耗能大户”——鼓风机。他解释说，影响硝化效果的因素有二：泥龄（SRT）和溶解氧（DO），若想取得较好的硝化效果，需要有较长泥龄和较为充足的溶解氧。而目前的情况是，污水处理厂的排泥很“及时”，所以硝化过程的“重担”都落到了溶解氧上。但是由于并未对溶解氧进行控制，所以即使在进水污染物负荷很低时，也仍然是多台鼓风机一同工作，造成能量的浪费。

为实现节能，同时达到完全硝化与最低溶解氧的双重要求，北京清河已开展关于精确曝气的实验研究。据原北京市市政工程设计研究总院副总工杭世珺透露，精确曝气可使曝气能耗减少30%。

二是产能
　　
　　王凯军指出，产生能源的环节正在厌氧消化。

据介绍，西方欧美国家平均50%以上的污泥都进行厌氧消化。其中，英国最新提出，将从66%的污泥进行厌氧消化提升到100%的污泥全部进行厌氧消化。而据不完全统计，我国仅有50余座污水处理厂采用了污泥厌氧消化工艺，不足全国城市污水处理厂的5%。
王凯军十分肯定污泥厌氧消化的思路，他将国外厌氧消化方面的进展情况同与会代表进行了分享：

一是污泥消化浓度在提高。污泥消化浓度从先前的3%~4%已可提至8%~12%。王凯军称，污泥消化浓度的提高很有意义。因为污泥消化浓度提高后，污泥的加热体积就会减少，所以用于加热的能量就会减少，输出的能量就会增加。

二是厌氧消化原料的多样性。在城市领域，利用厌氧发酵池的能力进行“共消化”将是一个趋势。所谓“共消化”，即污泥厌氧消化池建设后，城市的餐厨垃圾、生物质垃圾也可利用此池容进行消化。

三是机械设备进展非常大。搅拌器曾是污泥厌氧消化面临的主要问题之一，其投资较大，运行维护也较大。但是现在从新的机械设备设计理念来看，在其他领域，搅拌已相对非常简单。所以，城市污泥领域应更好地借鉴相关领域的进展。

四是产品利用的多样性在提高。除发电外，像瑞典、德国、荷兰等国家利用沼气净化后提纯天然气利用也非常多。王凯军举例说，瑞典已有14个城市利用沼气提纯以后的天然气作为公交车的车用燃气。
　　
　　三是与外界进行能源交换
　　
　　如何有效利用外界的能源（废热）也很关键。

王凯军举例说，像在西方，利用沼气烧完热水后，将热水供到城市热网，实现与外界的热交换；再如应用发电厂的余热做沼气的保温，也是一种互相的交换。

王凯军表示，通过以上三种措施来看，污水处理厂由能量消耗单位变为能量产生单位是可能的。（中国水网）

编辑：张倩