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  • 污水处理领域的碳减排如何做?
  • 发布时间: 2022-11-3 点击次数:39 
  • 污水处理碳排放包括间接排放和直接排放。

    污水处理是社会中较小的行业,但属于能源密集型行业,美国、德国、日本等国家污水处理行业电耗占全社会总电耗的1%左右,高能耗导致大量间接碳排放。


    污水处理过程会产生并逸散大量CH4和N2O,是重要的直接碳排放源。

    据欧洲统计办公室2014年欧洲统计报告,污水处理与固体废弃物处理组成的废物处理行业是第五大碳排放行业,占全社会总碳排放量的3.3%。

    美国EPA统计预测,全球污水行业2015年CH4和N2O逸散量分别为5.4亿t 和0.9亿t CO2当量,预测2020年将分别达到5.65亿t和0.94亿t CO2当量,2030年将分别超过6亿t 和1亿t CO2当量,约占非CO2总排放量的4.5%。

    总体上,污水处理行业碳排放量占全社会总排放量的1%~2%。

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    而碳达峰、碳中和目标的提出,对“十四五”水污染防治工作也将产生深远影响。

    首先中国很多地方缺水,而污水治理达标后又白白排放掉了,非常可惜。如果把这些再生水循环利用起来,对每一个城市来讲就都是一个巨大的稳定的水源,在确保安全的前提下可以利用起来。

    一方面,这样可以减少污染源的排放;另一方面,也可以减少碳的排放,因为这些水的回用就意味着处理过程的能耗、药耗省掉了。

    按照国际经验,采用高效的设备,对水厂运行过程进行优化控制,电耗可降低20-50%,则进行水厂的提效改造可节省耗电量为28-70亿kWh,相当于减少排放CO2e 279-698万t/a,产生效益约为22.4-56 亿元人民币。

    目前我国污水处理厂在运行过程中,既有由于运行调控的不合理以及管理不当所导致的能源浪费,也有各处理单元设备效率低下造成的碳排放量过高。

    对于中国污水处理厂的低碳运行有两个方面需要重视:一是基于全生命周期的碳排放量低,主要面向污水处理过程中所用的构筑物、产品或服务;另一种是终端消耗的碳排放量低,需要关注处理电耗、药耗以及运营过程中的节能减排。

    PART
    01
    提高污水处理综合能效

    第一,采用高效机电设备,新建设施直接采购高效设备,已有设施逐步更新成高效设备。污水处理机电设备主要包括水力输送、混合搅拌和鼓风曝气三大类。采用高效电机通常可实现5-10%的效率提高。

    第二,加强负载管理,满足工艺要求的前提下要使负载降至最低,同时,设备配置要与实际荷载相匹配,避免“大马拉小车”。

    主要包括以下几个方面:① 污水提升以及污泥回流等单元的水力输送设备绝大部分时段在低效工况运行,应予以改造。②污泥混合搅拌设备的设计搅拌功率普遍偏大,处于过度搅拌状态,准确把握搅拌器与介质之间力和能量的传递关系,可以准确衡量实际工况所需搅拌器的大小,有效避免电耗浪费。③优化推进器和曝气系统的位置和距离,可以使系统的能量损失最小。④ 曝气系统的电耗约占污水处理总电耗的50-70%,是加强负载管理的重点

    第三,建立需求响应机制,根据实际工况的需求及其变化,动态调整设备的运行状态。目前污水行业已经出现感应式调速和线性调速的水力输送和搅拌设备,此类设备可以有效优化水力输送和搅拌系统的整体运行情况,实现节能降耗。

    采用内置智能控制系统的水力输送设备和搅拌器,在特定工况条件下,与传统设备相比,甚至可以节省50%以上的能耗。

    PART
    02
    大力回收能源

    污水中蕴含着大量的能量,理论上是处理污水所需能量的很多倍。污水经处理后,其中的能量大部分转移到了污泥中,因此开发回收污泥中的能量具有极大的潜力。

    污泥能源化主要集中在厌氧方向,污泥厌氧能源化包括厌氧发酵产乙醇、厌氧发酵产氢和厌氧消化产甲烷三个技术路径。

    传统厌氧消化技术能源转化率在30-40%,而高级厌氧消化技术可提高到50-60%。高级厌氧消化技术包括高温厌氧消化、温度分级厌氧消化(TPAD)、酸—气两相厌氧消化和延时厌氧消化。

    采用传统厌氧消化技术可使污水处理厂实现20-30%的能源自给率,预处理、高级厌氧消化、涡轮发动机或燃料电池以及热电联产(CHP)等技术的耦合使用,有望使污水处理实现30-50%的能源自给率,及大大降低间接碳排放量,又降低甲烷产生并逸散导致的直接排放。

    PART
    03
    探索可持续新工艺

    从能量转化的角度来说,传统污水处理模式本质是以能耗换水质。为了减少水污染,污水厂将会使用大量电能,间接产生大量二氧化碳排放,对全球生态环境造成负面影响。因此为了降低碳排放,优化污水处理技术则成了首要之选。

    大阳城娱乐app集团有限公司的核心技术HJDL工艺就是一项适用于中国国情的污水处大阳城集团娱乐app艺,该工艺以强化生化反应为核心,通过投加复合微生物菌剂和生物增效载体,在高效厌氧,兼氧,好氧反应器的独特造粒功能作用下,全天候、无死角、全时段的在反应池产生具有外部好氧,中部兼氧,内部厌氧特殊结构的颗粒化污泥,给微生物构造了一个优良的生存环境、具有新陈代谢速度快及优势菌群富集度高的特点,可大幅提高微生物数量种群及活性。

    HJDL工艺运营维护成本低,可节省97%-100%的碳源(乙酸钠、甲醇、葡萄糖等),同时可节省75%-92%的除磷剂,避免化学药剂二次污染,迎合政府低碳“3060目标”减轻政府财政负担,还拥有十一点技术优势:

    1.HJDL工艺微生物浓度高,耐毒性、抗冲击性能好,微生物种类多样,因具有外部好氧、中部兼氧、孔隙内部厌氧的特殊结构,可无死角、全覆盖、全时段的进行同步硝化和反硝化过程。一般3-7天就可以把氨氮降到0.1mg/L以下甚至更低。

    2.HJDL工艺的颗粒化污泥具有优秀的絮凝性、快速的沉降性,一般在35-80m/h之间。经上百个工业和市政案例验证,SV30一般以3-5分钟计算,泥水界面十分清晰,大阳城集团娱乐app于絮状活性污泥的沉降速度(8-10m/h)。出色的沉降性能有利于截留大量微生物,同时提升沉淀池效率,节省土地建造成本。

    3.HJDL工艺的SVI值一般在20-60ml/g,其远低于其他工艺的120-150ml/g,没有丝状菌、污泥膨胀、污泥老化等困扰。

    4.HJDL工艺中颗粒化污泥的密度通常为1.004-1.025g/cm3,含水率一般为85%-94%左右;强度大于97%,具有极强的抗摩擦及剪切作用,超大的比表面积远远优于普通工艺。

    5. HJDL工艺的SOUR(比耗氧速率)是普通工艺的几倍,普通工艺SOUR一般为48mg/(g.ss.h),HJDL工艺的SOUR一般为86-135.5mg/(g.ss.h),在有毒废水中仍保持较高的活性。

    6.污水厂受冲击最主要是以丝状菌为链接架桥的菌胶团,其硝化细菌在冲击的过程中的大量流失且恢复生长较慢,而HJDL工艺是一种复杂种群,高浓度微生物挂膜颗粒化的固定化技术,可很好的将各类微生物菌群固定化,能保证较好的抗毒性抗冲击性。

    7. HJDL工艺通过生物增效载体发达的孔隙完成DO与基质(C:N:P)的传递,可承受DO5mg/L-9mg/L,而普通处大阳城集团娱乐app艺是无法承受的。高难度、高指标废水或高出水标准废水(如GB3838-2002四类水标准)可增加高效厌氧、兼氧、好氧孵化器。

    8. HJDL工艺颗粒化污泥具有良好的脱氮、除磷效果,具有下降极限COD、BOD、色度的作用,可降低铬、铅、苯胺指标,对其他重金属也具有一定吸附作用。

    9.在HJDL系统开始运行时投入了抗逆性超强的复合菌剂,可同时抵抗贫营养或营养失衡的污水,如属于高盐污水可投加复合耐盐菌,HJDL工艺可耐盐达45000mg/L(以电导率数值计算),同时复合菌剂具有耐8℃—55℃的极端条件,远远强于普通工艺运行的****温度(15℃-35℃)。

    10. HJDL工艺可通过富集大量微生物来提高MLSS和MLVSS以强化硝化效率,缩短HRT,变相的可以缩小池容、减少基建投资,总体上可以节约污水厂占地面积40%并且节约投资成本50%以上。

    11. HJDL工艺不论在新建还是改造工艺中都有很大的延展性,可以做到持续升级,确保不停产、不停水、不动土建,在能耗上节约15%-35%,且噪音低,安装方便,维护费用低。

    PART
    04
    总结

    总的来说,随着人们环保意识的提升以及能源紧缺的现状,实现“双碳”目标是我们的必经之路,水环境治理再次成为减污降碳关键领域之一。在这样的时代背景和发展前景下,大阳城集团娱乐app运用HJDL工艺,以循环利用资源、节能减排为方向,着手于工艺路线优化,设备性能改良,技术改革创新,让污水处理厂兼具保护环境、增加水资源、能源再利用等多功能。对于不得已排放的二氧化碳,将最大限度地降低其负面影响,实现污水处理厂资源和能源的循环利用,从源头节能减排,助力“双碳”目标。

    同时大阳城集团娱乐app致力于解决环保水务企业在运营中遇到的“避险、合规、降本、增效”等行业痛点问题,专业的技术团队将会对问题进行了深入探讨,探寻不同的解题思路。软硬一体解决方案的出现,为水务集团这类重资产运营公司有效地提升了资产运营效率,同时,让国有资产保值增值探索出一条新路。

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