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污水處理過程中能耗成本占比很高 污水處理廠可以成為“發電廠”
發布時間:2019-11-21
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 前言:“未來中國城市‘水—能源—氣候變化’體系的趨勢包括技術智能化、氣候適應化和資源再生化、質效精細化、價值體系化等趨勢。”這是日前在“中丹可持續水技術峰會”(以下簡稱“峰會”)上正式發布的《水美中國:共譜水與能源同美共生的可持續新未來白皮書》(以下簡稱《白皮書》)上提出的。

 

《白皮書》由格蘭富與國際水務智庫(GWI)共同撰寫,以“水—能源—氣候變化”體系為基礎,探討中國在供水保障、水質改善,以及應對氣候變化方面的挑戰,旨在為城市水系統管理和可持續發展提供一定的借鑒和參考。


峰會由丹麥出口協會與格蘭富共同舉辦。據介紹,今年是丹麥出口協會為期3年的“中丹U-SE水項目”啟動的第一年。


水處理行業要關注能源消耗問題


“水處理行業也要關注能耗問題。”中規院(北京)規劃設計公司生態市政院院長、GWI中國水業特邀顧問王家卓給出一系列數據表明,水與能源消耗、氣候變化等問題密不可分。

 

聯合國統計數據顯示,目前全球用于能源的生產用水共計占全球水資源消耗總量的15%左右,而水的相關生產和運輸也是能源的主要消耗單元。美國2017年能源消耗量中約2% 用于飲用水和污水處理系統,共產生約4100萬噸溫室氣體。而全球污水處理等水處理行業的碳排放量目前大約占全球碳排放量2%左右。


“水和廢水的處理流程消耗了25%~40%的市政電力。”丹麥南部水研究中心、丹麥水廠首席執行官Mads Leth介紹說,一直以來,人們更關心水處理行業的效果、水質如何,而對水處理行業的能源消耗問題并未過多關注。但實際上,水處理行業的能源消耗問題一直存在。


大連首創水務有限公司總經理康弘曾告訴記者,污水處理過程中的能耗在污水處理成本中占比很高。


《白皮書》顯示,由于不同的污水處理廠所用的處理技術級別、設備類型和總廠規劃不同,每個廠的能耗也差別較大。據《2015年城鎮排水統計年鑒數據》顯示,全國城鎮污水處理廠的能耗范圍約在0.01~2.014千瓦時/立方米。據丹麥的國際水泵制造商格蘭富集團發布的數據顯示,水泵消耗的能源占所有與水相關的設施能耗的10%左右。


王家卓認為,污水處理廠中曝氣的精確控制很關鍵,很多能耗消耗在污水處理廠曝氣系統中,在這方面做一些工作,都能減少二氧化碳排放。


新興技術促進節水即節能


《白皮書》指出,協調并平衡“水—能源—氣候變化”共聯共存的關系,在氣候變化的大背景下對城市水環境和能源進行全過程的統籌管理。水和能源在生產處理過程中相互依存而又相互制約,“節水即節能”。


《白皮書》顯示,在2007年至2017年間,中國的污水處理量從176.5億噸增加至569.8億噸,實現了逾3倍的驚人增長。未來還將繼續增長。在這種背景下,“廠網一體化”項目、智能化排水系統將越來越普遍。智能化的管理系統不僅可以提高污水處理廠的運行效率,還可以有效降低能耗控制成本。目前,國際上已有許多污水處理廠自動化運行的案例,有的已實現節能高達40%、降低能源成本高達50%、降低化學品消耗高達35%的顯著成果。


《白皮書》中介紹說,2017年,威爾士自來水公司(Welsh Water)公司在拉內利市的整個合流排水系統和泵站中部署了傳感器,以優化網絡運行,并使用算法泵站控制來優化流量,使得每年的合流制溢流污染次數從414次減少到140次,溢流污染流量成功削減95%。由于這些優化措施,為拉內利市節省了一座5萬立方米的污水蓄水池的投資。

 

《白皮書》指出,全球范圍內涌現出節能水泵、智能管網監測系統和自動化污水廠等新興技術,在節水和節能方面成效顯著。專家指出,通過對水泵的節能改造,最高可以幫助部分系統節省近40%的能耗。而通過使用具有數字化智能監控、計量和數據分析等功能的水泵,則可幫助商用建筑的供水系統節能20~50%。
格蘭富中國區建筑事業部總經理方勇介紹說,南京鋼鐵集團把原來的52臺冷卻水循環水泵換成格蘭富的高效節能泵,能耗較改造之前平均下降27.5%,每年節省用電約1446萬千瓦,相當于每年減少14417噸二氧化碳的排放。

 

將污水處理廠變成能源回收工廠

 

“未來可以將污水處理等行業的能源進行回收利用。”王家卓介紹說,丹麥的一些污水處理廠在這方面做得非常好,比如丹麥VCS供水與污水處理公司甚至可以向外輸出能源。“現在,歐洲一些城市提出將污水處理廠變成能源回收工廠,變成水回收的工廠,這些都是新趨勢。中國現在也提出了自己的概念水廠。”

《白皮書》指出,除了廢水的回用之外,污水處理廠中各處理環節所產生的廢熱、沼氣等能量也可以通過有效的措施進行回收,從而實現更好的節能和能源補償。例如,可以增加污水厭氧消化處理階段的能量回收、或通過改進收集、預處理、消化來提高污泥處理質量、加強污水處理的沼氣回收、以及增加可再生能源在污水處理廠中與常規能源的協同使用等,對污水處理廠整廠的能源使用效率進行優化。

 

在全球的污水處理領域,許多先進的技術、工藝正在被應用到污水處理領域,以增加可利用能源的回收。比如,泰晤士水務公司位于英國倫敦的

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