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目前国内已建成4000多座大型市政污水处理厂,对这些污水处理厂如何提效改造进行讨论是十分必要的。借鉴德国先进的污水处理经验,关注各种产能节能技术和资源回收技术,并进行整合,力争早日实现污水处理厂能源自给的目标。
尽管市政污水处理厂的电耗只占整个联邦德国的 1%,但对于当地政府来说,却约占整个能耗的 20%, 所以市政污水处理厂是各城市和小镇内最大耗能用户,远高于中小学和医院。同时,由于全球能耗费用不断上涨,为了降低 CO2排放量,当地政府对市政污水处理厂也都提出了提高能耗效率的要求。
就市政污水处理厂的能耗效率提高而言,即使在德国目前还没有明确定义标准的技术手段和衡量标准。但有一点是肯定的,所采用的节能措施必须是在当地经济实用和可操作实施的。
作为污水处理厂,应在确保出水水质的情况下,尽可能降低整体能耗和运转费用。既可以引入一些新型节能处理工艺,还可以系统研究和评估各个处理工段的节能措施,开发相应的评估软件和提供相应的技术工具,使得整个污水处理厂获得最佳节能效果。
从目前的发展情况来看,以下单一技术的发展趋势十分明显:
市政污泥的处置逐步趋向于干化焚烧
回收利用污水污泥中的营养物质 (N, P, 有时甚至是重金属物质)
为了提高出水水质和截留微生物,不断强化使用MBR技术
为了提高沼气产量和降低污泥产量,整合使用污泥
热水解技术
降低运转费用或能耗
利用现存的消化塔处理能力,对生物垃圾进行协同发酵处理
但这些技术尚未在一个市政污水处理厂内整合利用,并显示明显的经济效应。本文试图将上述发展融合成一个整体处理方案, 为已建市政污水处理厂的提效改造提供具体的实施措施和途径。
1 提高能耗效率的途径
图 1 为某市政污水处理厂内主要费用的分摊比例。其中 31% 是市政污泥处理处置费用。图 2 举例说明在一个示范污水处理厂内(100000 人口当量)电费的分布情况。我们基本可以假定,在一般德国市政污水处理厂内,这种费用和电耗分布比例差异不会很大。
图 1 德国模型市政污水厂内的费用分布和能耗分布情况 (100000 人口当量)
从这张图可以看出,为了降低市政污水处理厂的能耗和运转费用,可在以下三个方面进行优化处理:
1. 降低污泥产量2. 提高沼气产量
3. 降低能耗
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