活性污泥法污水處理廠:我們的能源在哪里?
一個(gè)5百萬加侖每天規(guī)模的活性污泥法污水處理廠的電能消耗大概是1400-1900千瓦時(shí)/百萬加侖,1億加侖每天規(guī)模的污水廠的耗電量大概是1000-1600千瓦時(shí)/百萬加侖,具體數(shù)字取決于最終排放指標(biāo)。
這些電耗中,最主要的能耗是來自于曝氣和污水泵的消耗。
在能源成本增加的情況下,而且有時(shí)候能源供應(yīng)越來越有限,污水處理設(shè)施聚焦于原水的觀點(diǎn)已經(jīng)開始改變了。有些觀點(diǎn)認(rèn)為污水處理廠作為能源的來源,可以幫助他們減少或完全不必采購電能。
COD可以用來估算廢水中的潛在能源;1kgCOD相當(dāng)于0.35m3的甲烷,甲烷熱值在標(biāo)況(0℃,1大氣壓)下為35.8MJ/m3(Rittmann和McCarry,2001)。典型的北美的污水廠原水水質(zhì)為COD:500mg/L,BOD:245mg/L,VSS:195mg/l,這種污水的計(jì)算潛在能源量為23700MJ/MG。如果所有這些化學(xué)能源完全轉(zhuǎn)化為電能,大約能產(chǎn)生6600千瓦時(shí)/MG電能。
雖然一個(gè)典型污水廠污水中總的能源明顯比能源消耗要多,但是污水中的能源并不能完全的回收。
能夠?qū)崿F(xiàn)的能源回收率還是要根據(jù)污水的性質(zhì),處理的類型和處理工藝的效率(將此能源轉(zhuǎn)化為可使用的能源形式)來決定。估算原水中的潛在能源回收率的第一步是了解原水性質(zhì)。
另外,可溶性物質(zhì)和顆粒物質(zhì)分為可生物降解的和不可生物降解的兩類。而膠體物質(zhì)一般認(rèn)為是可以完全被生物降解的。
一個(gè)典型的20mgd的帶硝化的活性污泥法污水處理廠,電能消耗為1700千瓦時(shí)/MG,而原水的潛在能源量要超過消耗量的4倍。在本文的聯(lián)合文章《回收我的能源》中,描述了如何把污水中的潛在能源回收,主要聚焦在污水污泥的厭氧消化工藝上。