城市污水处理厂(火用)分析方法和节能途径初步研究

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1、摘要建设污水处理厂是解决城市水污染问题最重要和最有效的技术措施之一，但是庞大的日常污水处理费用严重制约着污水处理厂的正常生产运行。能耗占污水处理成本的60"-70％。能源消耗量大，不仅仅直接增加了污水处理成本，更重要的是不利于能源、资源等的可持续利用，还可能导致能源生产过程产生新的环境污染问题。为此，研究城市污水处理厂能耗分析方法，并在此基础上提出节能措施对降低污水处理厂的能耗及城市污水处理厂的设计和运行具有指导意义。主要工作和结论如下：(1)污水处理工艺过程遵守热力学基本定律，本文以热力学分析为基础，建立了城市污水处理工艺炯平衡模型并提出了各处理单元

2、的炯效率公式。生物处理反应器炯平衡模型中引入了氨氮带入的能量，并首次提出厌氧消化池炯平衡模型。(2)本文应用炯平衡模型对北石桥污水净化中心及乌鲁木齐市河东污水处理厂消化系统进行了炯平衡分析。北石桥污水净化中心污水提升泵站炯效率仅约为59％，存在很大的节能潜力；曝气系统的炯效率为85．54％，但是大部分炯损失为外部炯损失，即由于氧气的供需不匹配造成能量的大量流失，应致力于降低不必要的、过大的推动力或改变运行方式以减少过程和设备的炯损失；乌鲁木齐市河东污水处理厂消化系统的炯效率为43．11％，炯效率较低，应致力于提高污泥消化的整体水平，提高产气率与能源的回

3、收率，尽量减少污泥体积。(3)基于炯平衡分析法及对北石桥污水净化中心及乌鲁木齐市河东污水处理厂消化系统的能耗分析，本文对污水处理厂的节能途径进行了分析，由于炯分析是基于无驱动力的理想过程来分析实际过程的，它只指出了过程特性改进的潜力或可能性，而不能指出这些可能的改进是否可行。因此，将炯损失分为可避免炯损失和不可避免炯损失，并由此得出实用炯效率，与上述常规炯效率相比，实用炯效率对污水处理厂在实际运行中更具实用价值，可避免J炯损失与不可避免炯损失的提出，明确了节能改进的可行性。关键词：污水处理厂，炯平衡模型，节能途径AbstractWastewatertr

4、eatmentplant(WWTP)isthemostsignificantandeffectivesolutionforwaterpollutioncontr01．Butduetothehighcostofdailywastewatertreatment，theprogressisrestrictedheavily．Inthecostofwastewatertreatment，energyconsumptionaccountsfor60％---70％．Thehighenergyconsumptionnotonlycausestotheincrease

5、inthecostofwastewatertreatmentandmoreimportantlyaffectsthesustainableuseofenergy、resourcesandSOon，butalsopossiblycausesthenewenvironmentalpollutionquestionintheenergyproductionprocess．Therefore，theresearchontheenergyconsumptionanalysisoftheWWTPandtheenergy—savingmeasureshavethep

6、articularlyimportantpracticalsignificance．Detailedworkandmajorconclusionareasfollows：(1)Thewastewatertreatmentprocessescomplywiththermodynamiclaws．Basedonessentialprinciplesofthermodynamicalanalysis，exergybalancingmodelforwastewatertreatmentprocessisestablishedandtheformulaofexe

7、rgyefficiencyforeverytreatmentunitsisstatedinthisdissertation．TheenergyofNH3-Niscontainedinthebioreactorexergybalancingmodelandtheexergybalancingmodelofanaerobicdigestiontankisproposedforthefirsttime．(2)Inthepapertheexergybalancingmodelsareappliedtoanalysistheenergyconsumptionof

8、theBeishiqiaosewagepurificationcenterandthenitr