城市污水中热能的回收

.第35卷第11期辽宁化工Vol.35,No.112006年11月Liaoning Chemical IndustryNovember ,2006城市污水中热能的回收李宁,李亚峰2，金亚斌2(1.沈阳市开发建设管理办公室，辽宁沈阳10013; 2. 沈阳建筑大学,辽宁沈阳110168)要:阐述城市污水在热能利用方面的主要特点,分析评价城市污水用做热泵水源的可行性,介绍污水水源热泵利用城市污水热能的方式,讨论了城市污水水源热泵系统在应用可能存在的问题及解决措施。关键词:城市污水;水源热泵;热能;利用中图分类号: x78文献标识码: A文章编号: 1004 -0935(2006)11 -0666 -03城市污水是一种洁净的低温能源,是目前开源,冬季从污水中吸取热量,将循环水加热用于室发利用较少的一种可再生能源。近几年,随着热内供暖;夏天,温度较低的水温又能将循环水冷泵技术的不断发展,城市污水这一低温能源的开却,制成冰水,提供夏季空调服务。发利用日益受到人们的关注。日本已建有多套城(2)所赋存热(冷)量较高。城市污水中的热市污水水源热泵系统,以城市污水处理厂二级出量在可以利用的城市热能中是最高的。据日本东水或未经处理的城市污水作为热源或冷源,有效京都下水道局的测算,如果东京的污水量按照地利用城市污水进行采暖和制冷。2001 年我国500万m2/c计算,其所含热能为年均37亿kW的第一套城市污水水源热泵系统在北京高碑店污水发电量。吉林建筑工程学院的尹军教授对我国处理厂投入使用,并通过北京市科委组织的科技47个城市污水中的所赋存热(冷)量进行了计算成果鉴定。城市污水水源热泵系统具有良好而可(按1996年有关数据),其中城市污水中所赋存热靠的制冷、供热效果,制冷、制热系数可达3.5~量最大值为92. 82 GJ/d, 所赋存的冷量最大值为4.4,是-种经济、高效、节能的热泵系统。该热泵140.28 GJ/d。从北京高碑店污水处理厂的污水系统可用于供暖、空调,还可供生活用水，可应用水源热泵系统运行结果来看,污水水源热泵系统于宾馆、商场、办公楼、学校以及别墅住宅等,具有的制冷、制热系数可达3.5~4.4。明显的环保效益、社会效益和经济效益,是一种可(3)污水中热(冷)量的利用受气候影响较以在污水处理行业推广的创新技术,有广泛的发小,利用区域较广。城市污水是一种稳定的热展前景,值得大力推广应用。(冷)源,热(冷)量利用受气候因素影响较小,无论1城市污水用做热泵水源的分析与是晴天、雨天,还是冬天、夏天,污水水源热泵系统评价均能稳定工作。另外,由于未经处理的城市污水也可以用做热泵系统的水源,因此,城市污水热1.1 城市污水主要特点(1)水温适宜,变化幅度小。城市污水一年(冷)量的利用就不局限于城市污水处理厂,可以四季水温变化幅度较小,并表现为冬暖夏凉。在根据需要在城市排水管网的适当地方安装城市污冬季,污水水温达13~ 17 C,高出日常气温20水热估利田区城女士圹展。中国煤化工C;夏天,污水水温为22~.25心,又比日常气温低THCNMHG了10 C。因此,城市污水是一种适宜的热泵水作者简介:夺宁(1977-),男,工程师。第35卷第11期李宁,等:城市污水中热能的回收1.2 城市污水用做热泵水源的可行性分析果比间接利用方式要好。一般直接利用方式的节(1)污水水源热泵是一种经济、高效、节能的.能率比间接利用方式高7 %左右。另外,间接利热泵系统,与以电、燃油和空气为热源的供热系统用方式系统比较复杂,设备投资也较高,因此,实相比,污水水源热泵具有明显优势。污水水源热际工程应优先选择直接利用方式。泵比用电锅炉节省2/3以上电能,比燃料锅炉节省1/2以上能源,制冷、制热系数可达3.5~4.4污水池]- +[水池与传统空气源热泵相比,要高出40 %左右,运行水泵费用仅为普通中央空调的50 %~ 60 %。(2)与地下水水源热泵相比,污水水源热泵圄1直接利用方式不用从地下抽取地下水，也不用将循环水回灌地下,因此,不仅节省抽水井和回灌井的基建投资,还能够节省抽水和回灌的运行费用，同时,也避免循环水泵了回灌水对地下水的污染。由于污水水源热泵系8:统不用抽取地下水，因此,对地下水水位较低,地水泵热交换器下水可开采量不丰富的地区更为适用。(3)城市污水水源热泵系统运行稳定,安全圈2间接利用方式可靠。夏季可使室温达到21~26 C,冬季室温可3城市污水水源热泵系统存在的问达到18~24 C。(4)我国城市污水中所赋存的热(冷)量巨题及解决措施.大,可开发利用前景广阔。吉林建筑工程学院的.(1)热交换器堵塞问题。当采用未经处理的尹军教授对我国47个城市的污水能量利用前景城市污水作为水源时,污水中的悬浮物可能堵塞进行了分析,其中城市污水中赋存热量较大的城热交换器。因此,对这类污水除了用格栅拦截粗市有石家庄南京、苏州、上海、南通杭州、合肥、大的漂浮物外,还应在热交换器前设置自动筛滤长沙、南昌、西安、广州、汕头、北京、青岛、郑州、济器,截留污水中的毛发、纸片等纤维类悬浮物。南、武汉、温州、重庆、福州、成都等。这些城市中(2)热交换器的腐蚀问题。由于城市污水水污水赋存的热量最大值为92. 82 GJ/d,赋存的冷质有一定的腐蚀性,因此,热交换器特别是传热量最大值为140.28 CJ/d,赋存的可利用热量最大管,应使用耐腐蚀材料。目前,国外使用未经处理值为132.72GJ/d,赋存的可利用冷量最大值为的城市污水的水源热泵系统,传热管的材质有的115.08 GJ/d,节能量最大值为84.84 GJ/d。由此采用价格较贵的钛质材料,有的采用镀铝管材;使可以看出,在我国的一些城市推广应用城市污水.用处理后的城市污水的水源热泵系统,传热管一般采用铜质管材或镀铝管材。水源热泵系统是完全可行的。2污水水源热泵利用城市污水热能(3)热交换器的结垢问题。城市污水的水源热泵系统,特别是使用未经处理的城市污水的水的方式源热泵系统,在传热管管壁上易产生污垢,进而降污水水源热泵利用城市污水热能有直接利用低传热效率。为了能及时清洗污垢,热交换器内方式和间接利用方式两种。直接利用方式是指将应设置传热管自动清洗装置。目前多采用自动毛污水中的热量通过热泵回收后,直接输送到热供刷刷洗,一般每日刷洗的次数为46次。给建筑物,如图1所示;间接利用方式是指污水通过热交换器进行热交换后,再把污水中的热量通4中国煤化工过热泵进行回收输送到热供给建筑物,如图2所MH.CNMHSa源潜力,是一种洁.示。净的可再生能源。利用水源热泵技术回收城市污直接利用方式热的提升值较小,因此,节能效水中的热能尚处于起步阶段,在我国还是新生事668辽宁化工2006年11月物,相关部门应给予足够的重视。城市污水的水参考文献源热泵系统的推广使用对净化城市空气,节约供热(供冷)能源,减轻对地下水源的污染均具有重[1] 尹军,韦新东.我国主要城市污水中可利用热能状况初要作用，是一种可以在污水处理行业推广的创新;探[J].中国给水排水,001,17(4):26-28[2] 王宏哲. 城市污水热能利用的探讨[J].环境保护，技术,有广泛的发展前景,值得大力推广应用。2001 ,26(11):4445Recovery of Thermal in Municipal Waste Wateru Ning' , u Ya-feng', JIN Ya-bin2(1. Shengyang management ffice of development and construction, Shenyang 110013, China; .2. Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168 , China)Abstract: The main characleristics of municipal wastewater in the Themmal utilization aspect were discussed; the feasibility of using mu-nicipal wastewater as the water source heat pump was analyzed and evaluated; the means that water source heat pump utilized the themmalof municipal wastewater were introduced; problems and the solutions relating to the application of wastewaler heat pump were discussed inthe end.Key words: Municipal wastewater; Water source heat pump; Themal; Uilization(上接第644页)产生研磨粉碎作用,二者共同作用的结果是粒子由于压滤机滤箱有洗涤盲区,洗涤水在滤饼中分更加微小,沉降速度更小。虽然总的洗涤次数减布不均匀,洗涤不彻底。小、洗涤时间缩短,但所需人工增加,物料损耗和(2)压滤,不经沉降澄清,反复打浆分散洗劳动强度增大,操作费用上升。涤。碳酸钴沉淀完全后立即将悬浊液压人压滤机4结论中过滤,将滤饼取出放到漂洗罐中打浆,分散洗.吸滤洗涤能大幅度缩短沉淀洗涤时间,提高涤,压滤。重复上面洗涤操作,直到杂质离子合格洗涤生产效率2倍,可广泛用于各种精细化工生.进行最后一次压滤。压滤时浓浆泵叶轮对悬浊液产中的沉淀洗涤操作。使用的设备简单,机修人粒子有强烈研磨作用,分散打浆对沉淀粒子同样员均能制作。A Improvement of Technological Method for Washingand Purifying Cobalt Carbonate sedimentWANG Xin-man' , YUANG Jing' ，U Qing-ge2(1. Department of Biochemical Engineering, Chaoyang Normal College, Chaoyang 12000, China;2. Chaoyang Zhenghe Chemical Co, Id. , Chaoyang 12000, China)Abstract: The process of washing and purifying cobalt carbonate sediment was dliscussed in this paper a new suck - filtration technologi-cal method was put forward which used two submerge pumps, only one of whicthe other not. The twosubmerge pumps alernatively worked to backlushes suck - filter without the中国煤化工:ieney was pomoledd by200% . The teehnology can pul lo use in various of washing and purifying eYHCNMHGKey words: Cobalt carbonate sedimnent; Washing; Suck - filration; Improvement