等离子体废水处理装置能量利用效率的评价方法

等离子体废水处理装置类型多样,对不同装置处理废水的性能加以比较有利于促进反应装置的进一步开发与完善. 目前广泛采用的等离子体水处理装置的评价指标为G₅₀(能量利用效率)和E_TOC(去除TOC的能量利用效率),通过对二者的特点及其之间的关系研究发现,现有指标在评价等离子体水处理装置能效方面存在对反应影响因素考虑不全面、反应目标物质不明确、评价参数选择不尽合理等缺陷;并且2种评价指标相关性差(R2＜0.1),无法准确衡量装置效能. 在综合考虑污染物类型、处理时间等条件下,提出了以E_T(标准能量利用效率)作为考查等离子体水处理装置能量利用效率的指标,明确了以TOC(建议以苯酚作为目标污染物)作为基本参数,以TOC降解50%时,单位输入能耗可降解TOC的量表征装置的处理性能,以便在同一标准下对不同的等离子体废水处理装置的性能进行比较.      

呼和浩特地区污水厂能耗评价与碳排放分析

污水处理过程的能耗和温室气体排放方面的研究对于应对能源危机和气候危机具有重要作用。文章利用层次分析法,建立了具有4层15项指标的能耗评价体系。结合城镇污水处理系统的绿色指标体系,选取呼和浩特地区具有代表性、处理规模相近的2座中小型污水厂进行能耗评价。结果表明:处理能力利用率、处理工艺系统稳定性和污水厂高程布置所对应的3项评价指标在所选择的能耗影响因素中所占权重较大,分别为:0.143 0,0.302 4和0.145 6。进一步运用IPCC计算方法对污水处理厂进行碳排放概算,得出A、B污水处理厂的碳排放量分别为:19.401 t CO2/104t、18.378 t CO2/104t。A、B污水处理厂的实际比能耗分别为0.293 kW.h/m3、0.195 kW.h/m3。将碳排放数据与实际能耗情况对比得出:污水处理厂的能耗水平越高,单位碳排放量也越大。     

CASS工艺在某县城市污水处理厂应用实例研究

某县污水厂规模1.8万m3/d,采用CASS工艺进行城市污水处理,通过对污水曝气时间、污泥回流比、DO浓度、MLSS等条件进行控制,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B排放标准要求,工艺对该污水具有较好的适应性.与其他CASS工艺运行情况相比,该厂CASS工艺设定曝气时间长,能耗高,宜根据水质水量的变化,调节设备运行台数及曝气时间,实现能耗的降低.     

焦化废水处理工程运行能耗的单元解析模型——以OHO流化床工艺为例

焦化废水产生于煤炭的不完全气化过程,其水质成分复杂,处理工艺技术单元多、水力停留时间长且存在多指标目标,处理过程需消耗大量能量,从若干工程实践中发现,影响焦化废水处理工程运行能耗的因素主要包括水质特性、工艺流程、运行时间、设备状况等,系统分析这些因素对运行能耗的贡献,了解耗能规律并模型化,可为焦化废水处理工程设计提供节能依据.本研究以好氧/水解/好氧(OHO)流化床工艺为核心的实际焦化废水处理工程为案例,根据耗能设备、处理目标和单元功能不同将整个处理工程分解为气浮、废水输送、泥渣输送、鼓风曝气、混合、脱水、加药、公用的8个耗能系统,分别分析各系统的耗能因子,建立模型,加权得到总能耗模型;然后分别用HRT(停留时间)法和24 h法计算能耗值,与实际24 h读表电耗值相比较评价模型的准确性.分析结果表明,焦化废水处理工程总运行能耗与进水水量、污泥量、溶解氧、硝化液回流比、进水COD、进水总氮浓度的相关性强;HRT法与24 h法得到的能耗值与实际24 h读表能耗值呈显著线性关系,R2分别为0.93和0.97,相对误差分别为4.28%~19.18%和3.45%~8.94%,模型分析值与工程实测值吻合度比较好,表明模型准确可靠.因此认为,基于耗能单元系统建立的工程系统总能耗模型可以用于预测因水质特性、工艺流程、设备条件等变化的实际工程运行总能耗,得到了建立焦化废水处理工程单元解析模型的系统性新方法.     

3种活性污泥法处理工艺的生命周期能耗分析

运用LCA方法对普通活性污泥法、AB活性污泥法和厌氧水解－活性污泥法3种处理系统从其原材料开采和加工开始直至污水厂施工建设、处理运行以及废弃拆除的LC全过程能耗进行了识别和量化分析,并进行相互比较。研究结果表明,在微孔和穿孔管2种曝气条件下与普通活性污泥法相比,厌氧水解法的LC能耗分别省节14．0％和17．6％,并且比能耗可大幅降低40．5％－43．0％。AB法的LC能耗分别节省9．5％和15．8％,但由于产泥量较大而比能耗仅与普通活性污泥法相当。     

厌氧水解-活性污泥法的生命周期能耗分析

运用生命周期分析技术可从全过程的视角识别和比较不同城市污水处理工艺在其生命周期各个阶段的能耗 ,并在此基础上提出改善其能效的措施。本文运用LCA方法对厌氧水解 -活性污泥法处理系统从其原材料开采和加工开始直至污水厂施工建设、处理运行以及废弃拆除的LC全过程能耗进行了识别和量化分析 ,并与普通活性污泥法进行了平行对照。研究结果表明 ,在微孔和穿孔管两种曝气条件下与普通活性污泥法相比 ,厌氧水解法的LC能耗分别节省 14.0 %和 17.6%。由于污泥产量较低 ,厌氧水解法的比能耗大幅度提高 67.7%～ 77.7%。     

旋转切向流聚丙烯管式膜微滤能耗分析

设计了一种新型旋转切向流聚丙烯管式膜器,实验研究了聚丙烯PA管式膜器的能耗通过建立的旋转切向流强化微滤实验装置系统,测定了聚丙烯PA管式膜器在旋转切向流和轴向流下的膜通量与能量有效利用率.实验结果表明,旋转切向流管式膜微滤比一般轴向流膜微滤的有效利用率要高得多,是一种非常有效的强化膜分离技术在实验条件下,直线切向流膜微滤和圆弧切向流膜微滤的稳态能量有效利用率比轴向流稳态能量有效利用率分别高11.185倍和14.591倍.     

未确知测度模型在污水处理厂评价中的应用

污水处理厂的运行管理效果涉及到污水处理厂的处理水量、水质和能耗等诸多项指标,是多指标综合评价问题。文中将未确知测度综合评价模型应用于污水处理厂运行效果评价中。鉴于在多指标识别问题中,专家难以凭借个人经验确定客观型指标权重,文中采用了信息论中熵的概念来确定评价指标权重,使评价结果更加客观合理。未确知测度模型对评价空间实现了有序分割,提高了分辨率,评价效果可靠,是一种实用模型。     

灰色关联分析的季节性污水处理能耗评价研究

辽宁某污水处理厂采用A/O工艺处理生活污水,工艺运行中能源消耗较大,节能降耗是企业降低污水处理成本的重要环节。通过对该厂监测数据研究发现污水处理能源消耗与季节性因素关系密切。为制定合理的节能工艺运行策略,需要对该厂污水处理能耗状况进行季节性评价研究。文中在综合考虑污水处理能耗与环境因素、工艺运行参数和污水处理效果关系的基础上,选取与污水处理过程密切相关的16个季节性指标,利用各指标四季监测数据波动范围将其划分为3个等级标准,并运用灰色关联分析方法进行四季综合能耗等级评价分析。分析结果表明,目前污水处理厂的工艺运行设置状态更适合于夏季运行,春季和秋季运行状况较为合理,而冬季运行能源浪费较大,应调整运行参数设置,在尾水达标的前提下实现降低能耗的目标。     

电子废物资源化循环转化过程与代谢规律研究

选择废印刷电路板和废CRT玻壳玻璃的资源化过程作为承载实体,进行了研究分析.建立了电子废物资源化技术过程的物质能量转化模型;分析了废印刷电路板和废CRT玻壳玻璃的资源化过程中的物质流、能量流、废物流以及污染物的释放与迁移;核算了物质、能量转化清单.分析结果表明,废印刷电路板资源化过程中的分选环节能耗较高,达100kW×h/t,而拆解和非金属材料的热压成型是控制污染物排放的重点环节;废CRT玻壳玻璃资源化过程中屏玻璃和锥玻璃的再利用环节能耗较高,利用屏玻璃制造泡沫玻璃和锥玻璃冶炼铅的能耗分别为600, 250kW×h/t,破碎、研磨、锥玻璃冶炼铅是控制污染物排放的重点环节.     

ABR-MBR一体化工艺节能降耗措施优化研究

能耗高和膜污染是限制膜生物反应器(MBR)广泛应用的重要因素.为降低工艺运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,对工艺结构和脱氮除磷运行条件进行优化.结果表明,通过优化ABR-MBR工艺结构,可降低43%的运行能耗,同时可保持较高的COD、NH+4-N、TN和TP去除效果,平均去除率分别为91%、85%、76%和86%.另外,添加颗粒填料可有效延缓膜污染,不过也改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,碳水化合物含量增加,而蛋白质含量减少,碳水化合物/蛋白质比明显增大.最终,增强了MBR反应器的实际应用性能.     

废水生物处理过程的能流与能效分析

废水生物处理是一个能耗密集型过程 ,其能耗费用是废水处理厂运行费用的主要部分 ,所造成的经济费用以及环境影响问题正受到日益严重的关注。本文就废水生物处理过程的运行能耗以及废水生化潜能 (BEP)的变化进行了分析探讨 ,对于正确识别不同废水生物处理工艺的能耗与能效 ,正确进行处理技术选择与决策具有重要的实际意义。     

BioDopp中试系统强化脱氮除磷及微生物菌群分析

为论证存量市政污水处理厂同时提标和扩容的可行性,以北京市某低C/N的生活污水处理中心提标扩容改造项目为依托,采用基于BioDopp工艺的IFAS-微氧AO技术构建了中试系统,考察了该工艺对有机物和氮磷营养物的去除效能及其微生物菌群特征,并核算了其经济效益.试验结果表明,基于实际污水污染物浓度较低,通过逐渐提高处理水量以提高负荷的启动策略是可行的.中试装置启动8d后,系统稳定运行,出水COD、NH₃-N、TN和TP浓度分别为18.9,0.4,8.3和0.7mg/L.高通量测序结果表明,该工艺强化了对功能菌,尤其是反硝化聚磷菌的富集,其总相对丰度7.6%,达接种活性污泥的23.6倍.该系统HRT 16.6h,仅为该污水处理中心原工艺(27.2h)的61.0%,节地优势显著;生物除磷效率高,节省药剂投加成本;且微氧控制和空气提推回流大幅降低了污水处理的曝气和回流能耗,由此可见,BioDopp工艺可用于紧凑型污水处理厂建设,是污水处理厂高效节能减碳利器.     

厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以CH₄的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标. 为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一步揭示处理系统工艺特性,考察了不同水力停留时间(hydraulic retention time, HRT)下AnMBR处理市政污水的污染物去除及产甲烷性能、微生物代谢产物及微生物群落组成特征. 结果表明:①在室温条件下,HRT从24 h缩短至3.2 h过程中反应器均可实现高效的化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)去除与产甲烷性能,COD去除效率稳定在95%以上,进水77%以上的COD转化为CH₄,出水COD浓度低至(21.2±7.8) mg/L. ②反应器中溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products, SMP)浓度为70~200 mg/L(以COD计),蛋白质/多糖(含量比,下同)为4.3~5.5,远高于胞外聚合物中的蛋白质/多糖(2.0~4.0),膜污染潜力高. ③微生物群落分析发现,产甲烷古菌与细菌的丰度比与固体停留时间(solid retention time, SRT)呈显著负相关(P<0.05),且不同粒径颗粒中微生物群落组成差异显著,产甲烷古菌在粒径≥10 μm的颗粒中丰度较高,维持混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)在8.0~11.5 g/L之间、SRT在60~80 d之间可避免功能菌群失衡. 研究显示,AnMBR处理市政污水可实现良好的污染物去除效果与产甲烷性能,但过长的SRT会导致污泥浓度过高、SMP浓度增大以及产甲烷古菌丰度降低,影响反应器高效稳定运行.      

浅析鼓风机房在污水处理中的节能潜质

在城市污水处理厂能耗结构中,鼓风机房权重约50%,并且由于技术和管理水平的限制,鼓风机房存在严重的电能浪费问题。以采用A2/O工艺的污水处理厂工程为例,通过鼓风机房单位水量电耗与生物系统单位水量需氧量的比较,对2009年12个月鼓风机房的节能潜质进行分析。结果表明,鼓风机房单位水量电耗和好氧池需氧量随月份的变化趋势不一致,其年均节能潜力为62%;仅通过鼓风机房的节能,污水处理厂的年均节能潜力就能达到27.2%,污水处理单耗就能由0.219kW·h/m3降到0.159kW·h/m3,可节约运行费用110.8858万元/a。     

溶解氧对一体化膜泥法OCO工艺脱氮削碳的影响

以人工模拟生活污水为处理对象,研究了在不同好氧区溶解氧浓度对一体化膜泥法OCO反应器脱氮削碳的影响。结果表明:在进水COD均值为300mg/L,进水流量为20L/h时,缺氧区与混合区的DO随好氧区的DO而变;在DO为2mg/L左右时,具有较理想的脱氮削碳效果,出水氨氮、总氮和COD分别为0.5mg/L、8mg/L和12mg/L去除率分别达到99%、80%和96%;结合化学除磷,TP的去除率可达91%以上。     

铁离子与其他金属离子间共效应对生化反应处理效果的影响研究

采用海绵铁填充的SBR反应器,以模拟生活污水为处理对象,通过实验研究外加Mg2＋、Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋和Al3＋等金属离子对生物海绵铁体系去除污水中COD、NH3－N、TP等效果的影响。结果表明,低浓度的Mg2＋、Al3＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N、TP的去除效率一直保持在一个稳定的、较良好的水平;Zn2＋对体系去除NH3－N及低浓度的Mn2＋对体系对TP的去除都存在时间－浓度累积效应;Cu2＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N特别是对TP的去除有很强的抑制作用。     

操作条件对电氧化去除废水中有机污染物的影响研究

为优化电催化氧化操作条件、降低能耗,考察了电解温度、直流电源电流密度、方波脉冲电源频率、占空比等工艺控制参数对苯酚模拟有机废水COD去除率的影响。同时,以水杨酸为羟基自由基(·OH)捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电氧化操作条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,苯酚溶液的COD去除率随电解温度的升高而下降,随电流密度的增大而升高;随着脉冲频率与占空比的增加,苯酚溶液COD去除率均呈现先升高后下降的规律,在脉冲频率为500Hz、占空比为50%时达到最高。操作条件对·OH生成量的影响与其对苯酚溶液COD去除率的影响规律一致,表明操作条件通过影响生成及进入到电解体系中的·OH量从而影响电氧化效率。比较发现,脉冲电源的单位COD处理能耗相比直流电源降低44%,具有明显节能效果。     

低耗高效城镇污水处理研发新进展——以厌氧生物处理为核心技术的城镇污水处理成套工艺中试研究

介绍以厌氧生物为核心技术的城镇污水处理成套工艺中试研究。HABR处理城镇污水 ,容积负荷控制在1～ 2kg m3·d,CODCr去除率可达 70 %～ 80 % ,出水CODCr和SS的浓度可达到污水综合排放标准的二级标准 ,经后续好氧处理后 ,出水CODCr和SS的浓度可达一级排放标准。试验结果表明 ,以厌氧生物为核心技术、好氧生物为后续处理的成套工艺 ,具有低耗高效、管理简便的特点 ,适合于我国城镇污水处理。试验获取的技术参数可作为工程设计的依据。