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3.4
潜能评价与碳中和运行为评价污水可获潜能与污水处理碳中和运行的可行性，将上述案例厂每天经转化可获得的潜能值与实际运行耗能进行比较，数据列于表6，其中，输入为正，输出为负，能量单位kW˙h。
表6 案例厂能耗及可获化学能
表6显示，案例厂实际运行时每天总能耗为221945 kW˙h。这表明，经热电联产产生的化学能只能满足该厂曝气、回流、厌氧池加热等主要耗能单元的53.2%，并不能涵盖全部运行能耗。但是，如果用水源热泵弥补46.8%碳中和运行能量赤字，每天只需使用5.9万m3(供热时)和8.8万m3(制冷时)的出水，仅相当于60万m3/d处理水量的9.8%和14.7%。也就是说，只需利用不足15%的出水热量即可弥补化学能在实现碳中和运行时的能量赤字。可见，污水余温所含能量之巨大，85%的热/冷能可供厂外周边供热/制冷用户使用。
案例厂实际运行能耗为0.37 kW˙h/m³;热电联产转化的化学能电当量为0.20 kW˙h/m³;供热/制冷时(全部出水)热能电当量分别为1.77 kW˙h/m³和1.18 kW˙h/m³。电当量折算表明，供热时化学能与热能潜能值合计为1.97 kW˙h/m³，制冷时合计为1.38 kW˙h/m³。
4 结语
污水有机物化学能与余温热能计算表明，污水中确实蕴含着巨大的潜在能量。污水所含化学能、热能理论值虽然前者小于后者，但相差倍数不大，取决于进水COD浓度。如果进水COD=400 mg/L，与获取4 ℃余温差热量相比，热能约为化学能的3.33倍。
然而，有机物化学能在实际能量转化过程中有相当一部分不能回收(如COD氧化分解至CO2部分，即分解)或散失(受限于能量转化效率)。实际案例计算表明，以水源热泵转化同样温差(4 ℃)热能实际可获取的热/冷量分别是污泥厌氧消化产甲烷(CH4)后热电联产(CHP)可获得化学能的9.0倍(供热)和6.0倍(制冷)，即供热时污水热能与化学能所占比例大约为90%和10%，与国际专家声称值(90%和10%)完全一致。
污水潜能折算电当量后显示，热电联产转化的化学能电当量为0.20 kW˙h/m³，而供热/制冷时(全部出水)电当量分别为1.77 kW˙h/m³和1.18 kW˙h/m³。电当量折算表明，供热时化学能与热能潜能值合计1.97 kW˙h/m³，制冷时合计1.38 kW˙h/m³。
案例厂实际运行能耗为0.37 kW˙h/m³，上述经转化后可获得的有机物化学能(0.20 kW˙h/m³)仅能满足碳中和运行能量需求的53.2%。碳中和赤字能量(46.8%)利用不足15%(供热9.8%/制冷14.7%)的出水量中热能即可获得满足。
污水潜能计算结果预示着我国污水处理行业若要实现碳中和运行，仅靠有机物化学能是远远不够的，必须就近考虑利用潜在、巨大的污水余温热能。诚然，污水热能是一种低品位能量，不可能用于发电目的，只能直接、近距离热/冷量利用。这就需要市政热力规划进行全盘考虑，将污水处理厂大部分热能提取而供出厂外，用以交换自身碳中和运行赤字电量。
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展会日期：2024年10月09日星期三09:00-17:002024年10月10日星期四09:00-17:002024年10月11日星期五09:00-15:00展出城市：中国·北京展馆名称：北京|国家会议中心展会地址：北京市朝阳区天辰东路7号主办机构：中国膜工业协会、上海荷瑞展览服务(集团)有限公司、InformaMarkets展会公众号：北京广东水展W
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