登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
编者按:德国早在20世纪末便开始关注污水处理厂碳中和与能量中和问题。位于德国布伦瑞克市(Braunschweig)运行半个多世纪的老厂Steinhof(斯泰因霍夫)自1954年投入运行以来,注重耗能与产能的平衡,其在能量回收、碳减排方面颇具成效,是能量与资源回收的成功典范。该案例早在2014年便在《中国给水排水》予以介绍,现再次回溯,以期为国内污水处理碳中和提供参考。
德国Steinhof污水处理厂已实现碳中和率达114%。该厂实现碳中和目标的主要原因在于进水中COD浓度较高(约966 mg/L),远超污水脱氮除磷基本需要,进而导致其厌氧消化能源转化份额较高,其剩余污泥厌氧消化产甲烷(CH₄)热电联产实现碳减排79%。进一步依靠出水及污泥输送至农田灌溉施肥等方面共同碳减排35%,最终实现碳中和目标。
01
工艺流程与效果
Steinhof污水处理厂主流工艺为A2/O,平均处理水量为60 650 m3/d。工艺流程见下图。
Steinhof污水处理厂工艺流程(来自原文)
该厂主要进水指标示于表1,一级处理与生物处理前、后水质指标变化见表2、表3。
表1 部分进水水质指标(mg/L)
表2 一级处理水质指标变化
表3 生物处理水质指标变化及去除率
02
碳中和措施
污泥厌氧消化产CH₄热电联产
Steinhof污水处理厂充分利用剩余污泥蕴含的能源,大大减少对外部能源的消耗,从而减少间接碳排放量。该厂采用剩余污泥厌氧消化产生甲烷(CH₄)+热电联产(CHP)方式回收电能和热能。
初沉污泥和经浓缩的剩余污泥(510 m3/d) 被混合后送入到消化池中。在38℃中温条件下,污泥经厌氧消化产生生物气体。消化池平均生物气产量为4.47 × 10⁶ m3 /a,其中,甲烷含量为63%。
厌氧消化产生的生物气经活性炭净化后输送至CHP单元,生物气在此处被转化成电能和热能,产能效率分别为36.7%和40%。CHP 每年产电量为10 300 000 kW·h/a,产热量为11 200 000 kW·h /a。若在不考虑出水土壤下渗处理和农业灌溉输送耗能的情况下,则其产生电能完全可以满足全厂用电量(10 008 432 kW·h/a),并有3%的富余电量。CHP产热不仅能够全部满足中温厌氧消化加热所需的热能,还有一半多的余热剩余(5 857 495 kW·h /a) 。
此外,为了提高CH₄的产量,该厂还对污泥进行热解预处理,并引入厂外有机质来强化厌氧消化CH₄生成。通过对污泥、青草热水解采用中试规模实验,可以发现甲烷产率明显提高。表4为中试规模实验结果。此外通过引入牧草、洋姜叶等共基质,也可部分提高消化后生物气中的CH₄含量。表5为引入共基质后厌氧消化实验结果。
表4 污泥热解试验结果
表5 共基质消化试验结果
出水和污泥送至农田中灌溉及施肥
在春、夏季时,Steinhof污水处理厂将45%的出水通过专用场地土壤下渗,在土壤天然化学(过滤、吸附)作用和生物(硝化、反硝化)作用下进一步净化。出水经土壤深度处理后水量及水质指标的变化情况见表6。剩余55%的出水(12 175 488m3/a)和处理稳定后污泥在厂内混合后输送至农业灌溉区,用作灌溉水及肥料。
表6 出水土壤渗滤前后水质指标变化
冬季时,所有出水均通过土壤渗透之后排入地表。而消化污泥由于农闲,不再用作农业施肥,而是单独进行磷回收处理。在消化污泥脱水之前,首先添加MgCl₂,并采用吹脱方法(吹脱CO₂以提高pH 值)生产鸟粪石/磷酸盐化合物。回收时,磷酸盐化合物不需再从污泥中分离,而是直接将含有鸟粪石/磷酸盐化合物的污泥将直接脱水后在厂区储存,待夏季农业生产期再运送至其他土地(非出水灌溉区) 用作农用肥料。试验结果表明,污泥消化液中70% 的溶解性磷酸盐均可在pH=7.8(无需投加化学药剂) 的条件下形成沉淀。
03
碳中和率计算
Steinhof污水处理厂碳排放量及碳减排量如下图所示。该厂因能耗所致碳排量总计为37.5 kg CO₂当量/(人口当量COD·a)。碳减排量分别由以下三部分构成:
(1)利用厌氧消化产生的CH₄发电、产热折算的碳减排量(79%);
(2)出水/污泥中营养物质(N、P)回用农业生产导致的碳减排量(28%);
(3)出水农业灌溉导致的减少地下/地表水抽取能耗折算碳减排量(7%)。
Steinhof污水处理厂碳排放量(来自原文)
由图可知,Steinhof污水处理厂净碳排量为-5.25 kg CO₂当量/(人口当量COD·a) ,导致碳中和率高达114%,这就是说,斯泰因霍夫污水处理厂不仅能够完全实现碳中和运行目标,而且每年还可额外减少14%的碳排放量。
04
结果与启示
Steinhof污水处理厂最终实现了自身114%的碳减排率,不仅能够完全实现碳中和运行目标,而且每年还可额外减少14%的碳排放量。此外,如果去掉出水土壤渗透和农业利用这两项电耗,则从生物气中自产电能完全可以满足全厂用电量,并有3%的富余电量。
该厂能源消耗基本上可以接近碳中和运行目标的原因是进水中COD 浓度过高(966 mg/L)而导致的剩余污泥量较多。但即便如此其剩余污泥厌氧消化碳中和率也仅79%,还有一定缺口。针对我国低碳源进水的现实,考虑污泥厌氧消化的同时势必需要寻求真正的碳中和“杀手锏”措施,如回收污水余温热能,方能实现碳中和目标。
原文信息:
郝晓地,任冰倩,曹亚莉.德国可持续污水处理工程典范——Steinhof厂[J].中国给水排水
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
本项目位于甘肃酒泉市,整个污水处理厂扩建工程总投资约3.2亿元,2022年5月正式开工建设,主要将原处理规模0.5万m/t的污水处理厂进行扩建,建成后总处理规模将达到2.5万m/t。污水处理厂扩建工程的实施极大提升了酒泉经济技术开发区基础设施承载力,为企业的落地建设生产提供了重要保障。污水处理厂扩建
12月5日,揭阳原空港经济区污水处理厂扩建及配套管网建设工程EPC+O总承包中标结果公示。北控水务(中国)投资有限公司(联合体成员:中铁市政环境建设有限公司,中誉设计有限公司)中标该项目,中标价为122629511.79元。招标文件显示,该项目扩建原空港经济区污水处理厂,新增污水处理规模2万吨/日;新建
12月4日,安徽界首市城区污水处理厂改扩建及配套管网(一期)工程施工项目招标公告发布。工程包括界首市颍南污水处理厂扩建至1万吨/天;污水管网提质增效工程;城区范围内雨水管网改造工程;合流制区域的小街巷、住宅小区雨污分流改造工程;智慧水务系统建设工程;海孜坑建设工程。工程最大管径2000毫
12月4日,大渡口经开区污水处理厂及配套工程项目(EPC)招标公告发布。建设规模:(1)一期提标改造工程:大渡口经开区污水处理厂一期提标改造规模为20000m3/d。建设设计范围包含生产性构筑物、配套的辅助建筑物、现有处理设备的维修改造等以及厂内供电、给排水、道路、复绿、所有设备和仪器仪表、自动化
国内的百万吨水厂你都知道哪些呢?一起来看看吧。1、东莞松山湖水厂东莞松山湖水厂位于松山湖金多港区域,设计规模为110万立方米/日,是目前国内乃至亚洲一次性建成规模最大的单体水厂。2024年7月16日,东莞松山湖水厂成功供水试运行,该水厂采用“预处理+常规处理+臭氧-活性炭深度处理+安全消毒”全流
近日,湖北赤壁市中伙铺污水处理厂及配套管网建设项目EPC总承包中标结果公布,中标人赤壁市建设工程集团有限公司、中联西北工程设计研究院有限公司,中标价315359185.00元,建设规模:污水处理厂规划总规模6.0万吨/天,分两期实施,本次一期规模4.0万吨/天。
12月2日,四川富顺县城生活污水处理厂扩容改造及配套管网项目(一期)评标结果公示。中标候选人第一名:四川贤泓建设工程有限公司、中达建诚工程管理集团有限公司、富顺县富州城市建设开发有限公司,投标报价:166541900元;中标候选人第二名:四川华珞建设有限公司、中国建筑西南勘察设计研究院有限公
12月3日,福建沙县区城区污水处理厂提标扩建项目中标公示。公告显示,福建海峡环保集团股份有限公司、燕城建设集团有限公司、福州城建设计研究院有限公司联合体中标。一期提标改造污水处理服务费单价为0.678元/m(含税),包括:一期提标改造工程污水处理服务费建设单价0.245元/m,一期提标改造工程污
11月29日,温州杭钢水务委托紫光环保与温州市住房和城乡建设局签署了关于温州市中心片污水处理厂补充协议,标志着温州市中心片污水处理厂再生水利用工程项目正式迈入下一阶段。温州市中心片污水处理厂再生水利用工程设计规模为20万吨/日,主要用于河道生态补水和城市杂用水;采用半地埋全封闭建设形式
2024年已进入倒计时,在最后这一个月里,有多个污水项目将迎来开标。据北极星环保网不完全统计,近期,有14个亿级污水项目招标公告发布,投资金额约32亿。其中,污水厂EPC建设项目有4个,污水管网项目3个,污水处理厂扩建及设备更新5个,再生水利用2个项目分布于山西、江西、湖北、河北、四川、重庆等
近日,山西平遥县中都污水处理厂建设项目EPC总承包中标候选人公示,中标人山西景泰鸿建设工程有限责任公司、山西省建筑标准设计研究院,中标价5247.21万元。平遥县中都污水处理厂建设项目EPC总承包中标候选人公示污水管网建设内容:东部起点为东达蒲村西南部截流井,终点为平遥县中都污水处理厂东南角
12月2日,我国首张“水电+清洁能源”电力企业“碳中和”认证证书在华电贵州黔源电力股份有限公司发放。体现了我国电力企业在应对气候变化、推动绿色发展方面的生动实践。华电贵州黔源电力股份有限公司成为我国首个获得“碳中和”认证证书的“水电+清洁能源”电力企业。记者了解到,碳中和是指在一定时
2024年11月29日,工业和信息化部党组书记、部长、部碳达峰碳中和工作领导小组组长金壮龙主持召开部碳达峰碳中和工作领导小组会议,深入贯彻落实党中央、国务院决策部署,总结工业领域碳达峰碳中和工作推进情况,研究部署下一步重点任务。部党组成员、领导小组副组长谢远生出席会议。会议指出,实现碳达
11月26日,由国务院国资委指导、中国华能和中国石油联合主办的中央企业CCUS创新联合体启动会在京召开,中央企业CCUS创新联合体正式启动。国务院国资委科技创新局副局长王晓亮,中国华能集团有限公司董事长、党组书记温枢刚,中国石油集团董事长、党组书记戴厚良出席活动并讲话。中国石油集团党组成员、
为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和的重大战略决策部署,按照《内蒙古自治区碳达峰实施方案》(内党发〔2022〕19号)有关工作安排,在全区范围内选择30个具有典型代表性的旗县和园区开展碳达峰试点建设,探索不同资源禀赋和发展基础的旗县和园区碳达峰路径,为全区提供可操作、可复制、可推
11月22日,中化国际发布公司首份《应对气候变化报告》。在报告中,中化国际宣布公司目标于2050年实现碳中和,并明确提出了“三步走”时间表,力争于2029年前实现自身运营碳达峰,2030年实现碳达峰,2050年实现碳中和。报告显示,2020-2024年,中化国际围绕设备升级、技术改造累计实施重点低碳项目92个
北极星储能网获悉,11月25日晚间公告,近日,公司全资子公司润建能源作为有限合伙人与华景节能等签署合伙协议,拟共同投资华景(天津)碳中和股权投资基金合伙企业(有限合伙)。华景碳中和基金募集规模为5.02亿元,润建能源作为有限合伙人认缴出资1亿元,出资比例为19.92%,其中,首期募集金额为1000
湖北省生态环境厅等11部门组织编制了《湖北省碳足迹管理体系建设实施方案》(鄂环函〔2024〕148号),现予以发布,目标到2027年,聚焦磷化工、动力电池、纸及纸制品、农产品等优势产业出台一批重点产品碳足迹核算规则和标准,基本建成湖北省产品碳足迹公共服务平台;初步建立产品碳足迹标识工作体系,显著
根据智库CarbonBrief的最新分析,截止2023年中国的历史排放量已经超过欧盟27个成员国总和。自1850年以来的累积排放量已经达到了2,607亿吨二氧化碳,其中94%的全球碳预算用于1.5摄氏度的目标已经用尽。(来源:国际能源小数据作者:ESmallData)1992年,中国的历史排放量大约是欧盟的五分之二(41%)。
为进一步贯彻落实国家碳达峰碳中和决策部署,科学引导城乡建设领域碳达峰工作的实施,规范省、市住房城乡建设主管部门对所辖地区城乡建设领域碳达峰目标任务完成情况的综合评价,河南省住房和城乡建设厅组织河南省建筑科学研究院有限公司等单位,在深入调研、借鉴经验、总结各地实践的基础上,结合实际
为深入学习贯彻习近平总书记“加快发展方式绿色转型,助力碳达峰碳中和”的重要精神,认真落实省委推进绿美广东生态建设有关部署,经积极筹备推进,近日,粤海水务成功获得广州碳排放权交易中心颁发的碳中和认证证书,位于肇庆的两座处理规模合计13万吨/日的下属自来水厂——将军山水厂和古塘水厂正式
9月20日,2024清华大学“碳中和经济”论坛在京开幕。论坛以“‘碳’寻新质生产力”为主题,来自相关领域的专家学者纷纷为低碳转型建言献策。(来源:中国能源观察作者:曲艺)实现碳中和,既是应对全球气候变化的责任义务,也是加快绿色低碳转型、推进高质量发展的重要机遇。机遇之下,挑战重重。怎样
北极星水处理网获悉,近日,临汾经济开发区甘亭污水处理厂项目土建施工已基本完成,正在进行验收工作,设备安装已完成80%,一组设备达到试运行条件,工作人员正全力以赴安装调试设备。这是全国第二个、华北首个出水水质达地表Ⅲ类水的概念污水处理厂。该项目总投资2.36亿元,占地面积约40.66亩,收水范
北极星水处理网获悉,太原北郊污水处理厂一期改造主体工程已于近日完工,具备通水条件,正在进行最后的道路和园林绿化等收尾工程。工程完工后,该厂的污水处理能力将提升一倍,由原先的每日4万吨提升至每日8万吨。北郊污水处理厂是华北地区第一座污水处理厂,建于1959年,服务范围包括上兰村至赵庄、滨
我国淡水资源短缺,全国约有1/5的城市严重缺水,为了缓解水资源短缺问题,亟需开发利用非常规水源,减轻用水压力。再生水是人工的第二水源,城市污水再生水就属于第二水源。污水再生利用能够减少对常规水的消耗,不仅能够节约水资源,而且能够减少污水排放给环境水体所带来的污染。这对污水处理行业提出了更高
【社区案例】进水的CNP如何判断是否失衡?失衡后怎么调整?进水CNP比的失衡会导致污水系统的诸多问题,例如污泥膨胀、出水超标等问题,而且是无法通过改变操作条件来弥补的,需要将CNP比调整相应的比例,才能解决,本文将从判断和调整来具体说一下!一、判断CNP比失衡的方法如何判断CNP比失衡,其中首
在上个月的《水星漫谈》里,小编介绍了一篇WEFTEC的杂志《WaterEnvironmentTechnology(WET)》的文章,讲的是低C/N的生物脱氮除磷案例。除了案例之外,文中的图片也吸引到小编的注意。小编发现,文中污水厂的照片来自一个PaulCockrellPhotography的工作室。在此之前,小编已经在其他地方看到过此人名字
今年八月底,美国的水环境联合会(WaterEnvironmentFederation)公布了今年运行设计杰出奖的获奖名单,一共有三个获奖项目。水资源回收工厂案例Seneca水资源回收工厂(WRRF)由华盛顿郊区卫生委员会水务部(WSSCWater)公司运营。WSSCWater成立于1918年,是目前美国最大的供水和污水处理公司之一,服务人口超
北极星水处理网获悉,杭州市水务集团举行新闻发布会,对七格污水处理厂及其污水治理情况等进行公开通报。据介绍,整个七格污水处理厂四期总占地面积约274亩(公园区占地面积约160亩),大部分设施设备都埋藏在地下,地面则做成了现在的钱塘生态公园。杭州市水务集团净水公司副总经理严国奇介绍,七格污
在过去几年,美国许多小型污水处理厂都积极向生物脱氮除磷工艺升级转型。然而,新系统的出水常常不如预期,甚至不能满足NPDES(NationalPollutantDischargeEliminationSystem)的要求。原因何在?原来,进水强度不够是美国小型污水厂进行生物除磷的常见问题。那是不是意味着这些污水厂不能实现生物除磷呢
编者按:全球性生态危机促使污水处理转向资源与能源化方向发展。污水“能源工厂”或“碳中和”运行理念更是激发了人们从污水中回收能源的研究热潮。其中,微生物燃料电池(MicrobialFuelCells,MFCs)作为一种新能源方式,可将污水中有机质(COD)直接转化为电能,似乎预示着一种污水能源化革命,以至于
“感谢广陵生态环境局,这次能够与污水处理厂‘牵手’,多亏了他们的帮忙!”青岛啤酒(扬州)有限公司相关负责人连声感叹。日前,青岛啤酒(扬州)有限公司与扬州市洁源排水有限公司(汤汪污水处理厂)约定了间接排放限制的合作协议,并已制定相应实施条款——这是扬州市首次实现协议排污。“对污水处
当下,我国城市污水处理厂的主要矛盾已由有机物的去除转向氮、磷等营养物的去除。而城市污水处理厂目前普遍采用的传统生物脱氮除磷工艺因其自身的特点及城市污水特征,导致氮、磷污染物去除效率无法满足愈发严格的国家标准。针对这种问题,通过对同步硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷、短程硝化反硝化
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!