發(fā)布日期：2021-07-09
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污水處理廠出水比原污水具有更高的潛熱值，通過水源熱泵系統(tǒng)提取熱能也相對容易，可避免熱交換器（熱泵）防污、防堵、防腐構造等問題。為科學合理開展農(nóng)村生活污水治理，促進農(nóng)村生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，按照實事求是、因地制宜的原則，對部分農(nóng)戶產(chǎn)生的生活污水實施管控治理。
污水中含有有機物（COD）化學能和余溫熱能，但這種潛能一直不被重視。若把污水中的熱能加以合理利用，污水處理廠也會從原先的耗能工廠轉變?yōu)椤澳茉垂S”，不僅可以能量輸出方式間接實現(xiàn)“碳中和”運行，而且還會產(chǎn)生大量碳交易額。丹麥還有很多污水廠的案例值得分享，例如它的第二大污水廠——Fredericia污水廠，早在2002年他們就啟用了污泥熱水解工藝來提高厭氧消化的效率。Fredericia啤酒廠建于1979年。2019年，在啤酒廠40周年慶典之際，管理層宣布要自建污水回用廠，目標是將Fredericia的用水減半——從目前的2.9L水產(chǎn)1L酒減至1.4L產(chǎn)1升酒的水平。只有30%的進水為生活污水，剩下的70%來自當?shù)氐墓I(yè)企業(yè)，其中包括了大名鼎鼎的嘉士伯集團。2021年5月，這個水回用工廠正式投產(chǎn)，成為嘉士伯集團首個水回用工廠，也使Fredericia成為可能目前世界上最節(jié)水的啤酒廠。從2015年起就開始采用綠色電力，2020年就回收了9500 MWh，大規(guī)模采用熱泵技術回收熱能。進一步提高熱回收效率，當于550戶居民的全年供暖需求，覆蓋了啤酒廠26%的熱能耗。他們下一步是將參照瑞士啤酒廠的經(jīng)驗，在芬蘭打造一個污水熱能回收系統(tǒng)。
城市污水中所蘊含的潛能（化學能+熱能）值可達污水處理耗能的9～10倍。城市污水中化學能約占總潛能值的10%，而90%的污水潛能由熱量產(chǎn)生。巴伐利亞歷史博物館通過安裝HUBERThermWin?系統(tǒng)，從而利用了附近主要污水管的巨大而穩(wěn)定的能源潛力。為了保護泵和廢水熱交換器，安裝了6毫米網(wǎng)孔板的HUBER雨水格柵RoK4，以截留原污水中較粗的固體。在一個封閉的“固體”循環(huán)中，它們通過一個滑板排回至下水道。在主污水管中流動的高達70升/分鐘的廢水中的部分流量通過由浮渣板和溢流堰組成的特殊結構排入泵軸。
英國學者分析了英格蘭南部污水處理廠利用出水熱能方式的經(jīng)濟性，得出集中利用熱能用于維持55 ℃厭氧消化進行熱電聯(lián)產(chǎn)應該具有更高的經(jīng)濟回報率。歐洲有人提出，出水熱能可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)產(chǎn)品脫水和滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的更大熱量需求。荷蘭Utrecht污水處理廠改造規(guī)劃，該廠出水余溫熱能利用也將一并納入改造計劃。日本札幌市直接利用污水處理廠出水余溫在調節(jié)池內融化運輸而來的積雪，解決冬季街道、居住區(qū)積雪處理問題。芬蘭圖爾庫市Kakolanm?ki污水處理廠以該廠二級出水為熱源回收余溫熱能，為廠區(qū)和周邊地區(qū)供熱和制冷。泰晤士水務公司與英國東南部泰晤士河畔金斯頓地方委員會準備協(xié)作推進“粑粑能源”（Poo power）計劃，從Hogsmill污水處理廠1/3的出水中回收余熱，預計30年服務期內每年可回收高達7 GWh熱能，相當于30年中可減少約10.5萬t CO2排放當量。采用熱泵技術，建成后熱泵出水溫度可達到75~83 °C，每年總共可從出水中交換約400 000 000 MJ熱量，約占Utrecht市總供熱量的10~15%，可持續(xù)供應當?shù)?0 000戶居民冬季取暖供熱需求，從而大大減少天然氣使用量。污水處理廠二級出水的平均溫度為14 ℃，提取后平均溫度降低約5~10 ℃。該廠產(chǎn)能是運行能耗的10倍之多，其中，余溫熱能供熱/制冷能量回收近90%。
污水余溫熱能藉日臻完善的水源熱泵技術，工程應用在技術上已不存在太多問題，關鍵取決于政府對這一可再生清潔能源的認識、態(tài)度以及相應的政策、法律和經(jīng)濟補貼。因此，有必要了解上述發(fā)達國家在這一方面的做法與經(jīng)驗。
