重慶GMP純化水設(shè)備解讀：我國污水處理行業(yè)，實(shí)施碳中和、碳減排有沒必要
【重慶水處理設(shè)備網(wǎng)http://xqccscq.com/】說到碳中和、碳減排，很多人認(rèn)為是投資成本高、回報(bào)時(shí)間長的問題。 比如有觀點(diǎn)認(rèn)為，中國污水處理行業(yè)的碳排放量只占全社會(huì)總排放量的1%。實(shí)施碳中和、碳減排真的沒有必要，就是沒有經(jīng)濟(jì)意義，會(huì)帶來高投入、高成本。 但事實(shí)并非如此。 一方面，與其他行業(yè)相比，污水處理行業(yè)具有更大的減碳效益。 中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣說，“雖然排水和污水處理行業(yè)的碳排放占比很小，但通過改變技術(shù)路線和運(yùn)營模式，輔以適當(dāng)?shù)牡吞嫁D(zhuǎn)型，可以減少碳排放。與其他行業(yè)相比，減碳效益更大。”重慶GMP純化水設(shè)備 另一方面，污水行業(yè)向“碳中和”轉(zhuǎn)型，既省錢又賺錢。 施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化中國區(qū)戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)沈宏峰直言，碳中和不應(yīng)該被視為挑戰(zhàn)，實(shí)際上是雙向驅(qū)動(dòng)，其中也蘊(yùn)含著更大的機(jī)遇。 “短期來看，碳中和的做法會(huì)給企業(yè)帶來一定的成本壓力，但長期來看，企業(yè)會(huì)通過進(jìn)行量化節(jié)能和精益化改造來節(jié)約成本。” 污水處理行業(yè)沒必要“碳中和”？這個(gè)誤會(huì)可能會(huì)讓你損失幾千萬！ 圖片Plant奧爾胡斯:Marsalisborg污水處理廠 比如說— 丹麥Marselisborg污水處理廠在碳中和升級(jí)過程中采取了一系列優(yōu)化措施(投資300萬歐元，市政府出資10%)。污水處理廠年電耗節(jié)約約100萬千瓦時(shí)，減少四分之一，噸電耗降至0.25千瓦時(shí)/立方米。 同時(shí)，Marselisborg污水廠通過能量回收的年產(chǎn)量為480kWh。這意味著，除了足夠自用外，還要多53%賣給國家電網(wǎng)，多余的250kW熱能直接用于區(qū)域供熱。 經(jīng)過綜合計(jì)算，Marselisborg污水處理廠每年通過節(jié)能降耗節(jié)省20.6萬歐元，通過出售余熱和剩余電能獲得32.6萬歐元的收入，加上排污稅節(jié)省的8萬歐元。7788后一年能存60多萬歐元，五年就能還完。錢還是有的賺的！ 近年來，隨著“雙碳”目標(biāo)的明確，所有高能耗行業(yè)都在進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型，污水處理行業(yè)作為環(huán)境治理行業(yè)的排頭兵也不例外。 如果你所在的污水處理廠正在進(jìn)行或計(jì)劃實(shí)施碳減排，以下四個(gè)“低碳運(yùn)營策略”或許能幫到你。 01污水處理系統(tǒng)節(jié)能降耗 節(jié)能降耗意味著碳減排，用電過度意味著碳排放更多，吸毒過度意味著碳排放更多。 由于能源消耗產(chǎn)生的CO2占污水處理系統(tǒng)碳排放的主要部分，節(jié)能降耗將大大降低污水處理系統(tǒng)碳排放的整體水平。 污水處理系統(tǒng)消耗的能量通常包括電能、熱能、化學(xué)物質(zhì)等。，其中用電量約占60% ~ 90%。 污水處理系統(tǒng)用電主要用于污水污泥提升、生物處理供氧、污泥處理處置等。此外，格柵、沉砂池、初沉池等處理單元也占有相應(yīng)的能耗比例，因此污水處理系統(tǒng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)注重節(jié)能，以達(dá)到最優(yōu)。 因此，污水處理系統(tǒng)的節(jié)能降耗可以從以下幾個(gè)方面著手: 1.污水提升泵的節(jié)能 提升泵的電耗一般占總電耗的15% ~ 25%，是污水處理廠節(jié)能降耗的重點(diǎn)。其節(jié)能措施一般包括以下五點(diǎn): 1)合理布置各種構(gòu)筑物和管道的位置，減少管道的長度和局部阻力，充分利用地形，通過降低提升高度來降低水泵揚(yáng)程； 2)選擇合適的泵型，使其工作點(diǎn)運(yùn)行在高效區(qū)； 3)采用變頻調(diào)速技術(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和污水流量，降低水泵揚(yáng)程和電耗； 4)如果采用離心泵，其揚(yáng)程、軸功率和流量均與泵葉輪直徑比成正相關(guān)。切割水泵葉輪可以降低設(shè)計(jì)揚(yáng)程、軸功率和流量，使水泵運(yùn)行在最佳效率區(qū)； 5)定期維護(hù)檢修水泵，采用新型節(jié)能水泵，合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，確定水泵運(yùn)行方式。 污水處理行業(yè)沒必要“碳中和”？這個(gè)誤會(huì)可能會(huì)讓你損失幾千萬！ 水泵不同運(yùn)行方式的節(jié)能效果比較 2.鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能 1)選擇高效鼓風(fēng)曝氣方式。重慶純水設(shè)備 在滿足污水處理需要的前提下，減少風(fēng)量是鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)最顯著的節(jié)能降耗措施。高效鼓風(fēng)曝氣可以提高充氧效率，從而減少空氣量。 有幾種類型的曝氣設(shè)備，如微氣泡，中氣泡，大氣泡，水力剪切和水力沖擊。其中，微孔曝氣具有氣泡小、氣液接觸面大、氧氣利用率高、節(jié)能近20%等優(yōu)點(diǎn)。 2)曝氣量的精確控制 調(diào)整人工曝氣方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，精度低，曝氣不足會(huì)影響處理效果，過度曝氣浪費(fèi)能耗。 如果采用精確的曝氣控制系統(tǒng)按需供氧，可節(jié)能10%左右。 精確曝氣控制系統(tǒng)根據(jù)溶解氧濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)供氧量，同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的壓力變化并及時(shí)調(diào)整。 3)合理布置曝氣設(shè)備 在水底安裝曝氣裝置，池內(nèi)O2分散不均勻，浪費(fèi)能源和資源。 研究表明，如果在池的入口處設(shè)置較多的曝氣器，而在出口處設(shè)置較少的曝氣器，即在需氧量高的地方提高溶解氧濃度，在需氧量低的地方降低溶解氧濃度，可以實(shí)現(xiàn)能源的合理利用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 全方位曝氣可在整個(gè)曝氣池內(nèi)均勻產(chǎn)生小旋渦，可將小氣泡吸至1/3 ~ 2/3深度。氧氣利用率比曝氣機(jī)單邊布置時(shí)高，全方位曝氣有利于節(jié)能降耗的實(shí)現(xiàn)。 3.其他節(jié)能措施 格柵的能耗分布如下:格柵攔污導(dǎo)致水頭損失；礦渣機(jī)械破碎過程中的能耗。因此，污水后續(xù)處理設(shè)備應(yīng)盡量布置在相對(duì)低洼的地方，以減少污水提升泵的使用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 常見的沉砂池類型有臥式沉砂池、旋風(fēng)沉砂池、曝氣沉砂池等。但曝氣沉砂池曝氣系統(tǒng)能耗較高，應(yīng)盡量采用臥式沉砂池和旋流式沉砂池，以降低能耗。 初級(jí)沉淀池有三種類型:臥式沉淀池、立式沉淀池和輻射式沉淀池。初沉池的能耗主要發(fā)生在排泥設(shè)備上，可采用靜水壓力法降低其能耗。 在藥劑的利用方面，需要準(zhǔn)確投加藥劑，避免不必要的浪費(fèi)，通過優(yōu)化投加藥劑除磷、消毒、污泥脫水，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。 當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物濃度較低但對(duì)氮磷處理要求較高時(shí)，應(yīng)盡可能降低預(yù)處理單元對(duì)有機(jī)物的去除率，以節(jié)省后續(xù)處理所需的碳源量。 污泥脫水設(shè)備的高效運(yùn)行嚴(yán)重影響著污泥處理系統(tǒng)的能耗水平。因此，污泥產(chǎn)量和含水率的計(jì)算應(yīng)準(zhǔn)確合理地確定脫水機(jī)的型號(hào)和數(shù)量，以提高其運(yùn)行效率。 添加絮凝劑改善污泥脫水性能時(shí)，應(yīng)結(jié)合污泥性質(zhì)的變化，通過實(shí)驗(yàn)合理調(diào)整用量。重慶GMP純化水設(shè)備 02選擇合適的污水處理工藝并進(jìn)行工藝優(yōu)化 在選擇污水處理技術(shù)時(shí)，一定要因地制宜，適合的就是最好的。 在經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，可先采用強(qiáng)化一級(jí)污水處理工藝，待條件相對(duì)成熟后再進(jìn)行二級(jí)處理。當(dāng)然，在土地資源相對(duì)豐富的情況下，也可以選擇利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦巍?比如利用洼地、池塘、溝渠作為污水處理場(chǎng)地，優(yōu)先采用人工濕地、穩(wěn)定塘等生態(tài)處理工藝。它們具有建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。還可以形成獨(dú)特的生態(tài)景觀區(qū)，將污水處理與生態(tài)環(huán)境改善相結(jié)合。 在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可以采用SBR、氧化溝等主流污水處理工藝。當(dāng)污水處理要求較高時(shí)，可采用深度處理工藝，以減少對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響，為污水的資源化利用做準(zhǔn)備。 厭氧生物處理不需要供氧，所以耗能少。而且污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4，不僅可以減少CH4的排放，還可以減少化石燃料的消耗，從而減少碳排放。 當(dāng)進(jìn)水BOD濃度超過300mg/L時(shí)，厭氧生物處理工藝具有較低的碳，其碳減排效果隨著進(jìn)水有機(jī)物濃度的增加而增加。 此外，厭氧生物處理工藝一般產(chǎn)生較少的污泥，這突出了其在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。因此，在條件適宜的情況下，采用厭氧生物處理工藝，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。 污水處理行業(yè)沒必要“碳中和”？這個(gè)誤會(huì)可能會(huì)讓你損失幾千萬！ 不同污水處理工藝的碳排放 短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、反硝化除磷等新工藝不僅提高了污染物的去除效率，而且節(jié)省了投資，降低了能耗和碳排放。但由于缺乏實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，有必要加強(qiáng)對(duì)這些工藝的研究，使其真正為節(jié)能減排服務(wù)。 03選擇合適的污泥處理和處置技術(shù) 下表比較了不同污泥處理處置工藝的碳排放量和低碳化程度。 污水處理行業(yè)沒必要“碳中和”？這個(gè)誤會(huì)可能會(huì)讓你損失幾千萬！ 不同污泥處理方法的碳排放和低碳化程度比較 不難看出，在各種污泥處理處置過程中，填埋的碳排放量最大，1t濕污泥(含水率60%)填埋的碳排放量約為500kg。污泥厭氧消化+沼氣發(fā)電的低碳化程度最高，其次是污泥余熱干燥+焚燒，余熱干燥后混合燃燒。這是因?yàn)檫@三種方法可以同時(shí)減少污泥填埋產(chǎn)生的CH4排放和使用化石燃料間接產(chǎn)生的碳排放。 污泥量較大時(shí)，宜采用厭氧消化和沼氣發(fā)電的方式，其碳排放量少，沼氣穩(wěn)定，純度高，易于收集，便于凈化利用，消化污泥脫水性能好。如果不適合建設(shè)厭氧消化設(shè)施，污泥經(jīng)余熱干燥后，可混燒或在當(dāng)?shù)毓I(yè)窯爐焚燒發(fā)電，可減少投資和運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)約化石燃料，減少碳排放。 當(dāng)污泥量較小時(shí)，濕污泥可以不經(jīng)干燥直接混合焚燒，節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。 不滿足上述條件時(shí)，可建設(shè)污泥焚燒爐，采用污泥干化+焚燒發(fā)電。 04 污水收集和運(yùn)輸系統(tǒng)的合理規(guī)劃 如果把污水處理廠比作心臟，那么污水收集輸送系統(tǒng)就是遍布全身的血管。 然而，目前中小城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)建設(shè)中“重廠輕網(wǎng)”的問題依然突出，使得污水處理廠與污水管網(wǎng)不配套，污水收集不足，污水處理系統(tǒng)無法充分發(fā)揮其減排效益。 在氧氣不足的情況下，沉積在管網(wǎng)中的污染物會(huì)發(fā)生厭氧反應(yīng)生成CH4，CH4的量會(huì)隨著水力停留時(shí)間的延長、管徑和截面積比的增加而增加。 因此，需要完善污水收集和輸送系統(tǒng)，提高建設(shè)質(zhì)量，加強(qiáng)管道的維護(hù)和清洗，防止泄漏，減少污水管網(wǎng)中污染物的沉積，這將在一定程度上減少碳排放，進(jìn)而促進(jìn)污水處理系統(tǒng)的低碳運(yùn)行。重慶純水設(shè)備 污水管網(wǎng)越長，收集和輸送的能量越多，間接排放的CO2也越多。要減少這部分碳排放，有必要適當(dāng)改變傳統(tǒng)觀念: 在污水分散的地區(qū)，可以就近收集、處理、回收污水，即采用分散式污水系統(tǒng)； 在污水集中的地區(qū)，可根據(jù)具體情況選擇集中處理或集中處理與分散處理相結(jié)合的方式； 在城鎮(zhèn)郊區(qū)，可以采取就近分散收集、處理和回收的方法，減少污水在收集和運(yùn)輸過程中的碳排放； 雨污分流系統(tǒng)是新建城市排水系統(tǒng)的首選； 對(duì)于已經(jīng)形成合流制的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)其未來發(fā)展規(guī)劃，選擇向截流合流制或分流制轉(zhuǎn)型； 規(guī)劃建設(shè)并有污水處理廠的小城鎮(zhèn)，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇采用完全分流制、不完全分流制或截流組合制； 對(duì)現(xiàn)有污水處理廠生產(chǎn)負(fù)荷率低的地區(qū)，要加快配套管網(wǎng)建設(shè)，切實(shí)做到“管網(wǎng)先行，廠網(wǎng)配套”。
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