国内污水潜能定量计算结果首次发布

因为CH4燃烧热为50200kJ/kg，所以，当污水COD含量为400mg/L时，每m3污水理论最大化学潜能值为：

污水化学能显然取决于进水COD浓度，不同COD浓度下每m3污水所能获取的理论最大化学潜能值可根据表1能源换算关系转变成电当量，具体计算结果如图1所示。具体而言，COD=400mg/L时转换的电当量为0.56kW˙h/m3。

表1能源换算关系

1.2热能计算

污水处理厂出水流量、水质一般较为稳定，且水温变化不大，夏季在20~24℃之间（低于空气环境温度），冬季处于10~15℃范围（高于空气环境温度）。因此，非常适合应用水源热泵工程。城市污水中所赋存的理论冷/热量可用（4）式计算。

式中：A—城市污水冷/热量，kJ

M—污水质量，kg

Δt—污水进出水源热泵机组温差，℃

C—污水比热容，计算时取比热容4.18kJ/(kg˙℃)

若取污水热能温差为4℃，则每m3污水中所含理论热能值为：

将每m3污水中所含热能值根据表1能源换算关系转变成电当量为1.85kW˙h/m3。

1.3热能与化学能比值

图1不同COD浓度下污水热能与化学能比值以及每m3污水所含化学潜能理论值

2污水处理厂潜能转化计算

2.1化学能转化计算

不同污水处理工艺因运行工况和所需设备不同导致处理过程耗能以及最终可回收的能量存在一定差异。本研究以目前包括脱氮除磷在内而广泛使用的A2/O工艺为蓝本，根据之前已构建的能量转化物料平衡，参考图2所示的流程编号建立计算公式。假设污泥厌氧消化产生的沼气以热电联产（CHP）方式利用，并以此计算化学能转化值，主要计算公式列于表2；其中，能量消耗定义为正，能量回收显示为负。

图2化学能转化模型参考工艺流程

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