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113;2.沈阳建筑大学,辽宁沈阳10168)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)所賦存热(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m3/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人使用,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92.82GJ/d,所賦存的冷量最大值为44,是一种经济、高效、节能的热泵系统。该热泵140.28GJ/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3.5-44。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1.1城市污水主要特点也可以用做热泵系统的水源,因此,城市污水热(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℃,高出日常气温20水热泵系统,使利用区域大大扩展。℃;夏天,污水水温为22~25℃,又比日常气温低了10℃。因此,城市污水是一种适宜的热泵水着铜费:2F(1m-),男,工程师。第35卷第11期李宁,等;城市污水中热能的回收12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与传统空气源热泵相比,要高出40%左右,运行污水池}热系」一水池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,污水水源热泵图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统不用抽取地下水,因此,对地下水水位较低,地污水池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,安全图2间接利用方式可靠。夏季可使室温达到21-26℃,冬季室温可3城市污水水源热泵系统存在的问达到18~24℃。(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92.82CJ/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1402386/a,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,賦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110GJ/d,节能量最大值为84.84CJ/d。由此.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,传热管水源热泵系统是完全可行的。般采用铜质管材或镀铝管材。2污水水源热泵利用城市污水热能热泵系统,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结语过热泵进行回收输送到热供给建筑物,如图2所城市污水中赋存着巨大能源潜力,是一种洁净的可再生能源。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006年11月物,相关部门应给予足够的重视。城市污水的水源热泵系统的推广使用对净化城市空气,节约供参考文献热(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,2001,17(4):2628技术,有广泛的发展前景,值得大力推广应用[2]王宏哲.城市污水热能利用的探讨[门].环境保护2001,26(1):4445Recovery of Thermal in Municipal Waste WaterL Ning, L Ya-feng,JIN Ya-bin2(1. Shengyang management office of development and construction, Shenyang 110013, China;2. Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China)Abstract: The main characteristics of municipal wastewater in the Thermal utilization aspect were discussed; the feasibility of using municipal wastewater as the water source heat pump was analyzed and evaluated; the means that water source heat pump utilized the thermalof municipal wastewater were introduced; problems and the solutions relating to the application of wastewater heat pump were discussed inKey words: Municipal wastewater: Water source heat pump; Thermal; Utilization(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。涤碳酸结沉淀完全后立即将悬渔液压人压滤机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, uI Qing-ge(1. Department of Biochemical Engineering, Chaoyang Normal College, Chaoyang 122000, China;2, Chaoyang Zhenghe Chemical Co, Ltd, Chaoyang 122000, ChinaAbstract: The process of washing and purifying cobalt carbonate sediment was discussed in this paper a new suck-filtration technologi-al methodforward which used two submerge pumps, only one of which was attached to a suck-filter and the other not. The twosubmerge pumps altematively worked to backflushes suck- filter without the sediment settled down. The efficiency was promoted by200%. The technology can put to use in various of washing and purifying every sedimentsKey words: Cobalt carbonate sediment; Washing: Suck-filtration: Improvement