國內(nèi)污水潛能定量計算結果首次發(fā)布

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:截至目前，國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)對污水中潛能進行定量計算的報道，對于污水潛能大多引用國外數(shù)據(jù)，并引發(fā)一些質疑。為此，北京建筑大學中—荷未來污水處理技術研發(fā)中心郝曉地教授團隊試圖通過之前已建立的能量平衡與計算模型，分別定量計算污水中蘊含的化學能與熱能含量，以詮釋污水潛能的蘊藏量以及可以回收利用的價值，讓業(yè)內(nèi)人士真正了解污水潛能的來源與豐量。

郝曉地（1960-），山西柳林人，教授，從事市政與環(huán)境工程專業(yè)教學與科研工作，主要研究方向為污水生物脫氮除磷技術、污水處理數(shù)學模擬技術、可持續(xù)環(huán)境生物技術?，F(xiàn)為國際水協(xié)期刊《WaterResearch》區(qū)域主編（Editor）。

污水中含有有機物（COD）化學能和余溫熱能，但這種潛能一直不被人們所重視。計算表明，污水所含化學能、熱能理論值雖然前者小于后者，但相差倍數(shù)（3.33）不大，取決于進水COD濃度。然而，COD化學能在能量轉化過程中有相當一部分并不能回收或受限于能量轉化效率而不能全部轉化。

對某實際污水處理廠（COD=400mg/L）潛能轉化計算顯示，污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷（CH4）后實施熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）可轉化的化學能折算電當量僅為0.20kW˙h/m³，只能滿足實際運行耗能0.37kW˙h/m³的53.2%。因水源熱泵可轉換熱能（全部出水，4oC溫差）1.77kW˙h/m³（供熱）/1.18kW˙h/m³（制冷），所以利用不到15%的出水量（供熱9.8%、制冷14.7%）即可彌補46.8%碳中和運行赤字能量?？傊瑢嵗龔S供熱時出水熱能與化學能所占總潛能值比例分別為90%和10%；折算電當量后，總潛能值為1.97kW˙h/m³。

有關污水化學能與熱能計算顯示，城市污水中所蘊含的潛能（化學能+熱能）值可達污水處理耗能的9~10倍。同時也有人指出，城市污水中化學能約占總潛能值的10%，而90%的污水潛能由熱量產(chǎn)生；美國原污水中廢熱和化學能含量約為1500億kW˙h，其中80%為廢熱，20%為化學能。然而，這些被定量的污水潛能值在文獻中很難找到具體的估算方法或計算有誤，對大多數(shù)人來說似乎還是一個比較模糊的估計值，仍屬于“定性”范圍。

1污水潛能理論計算

1.1化學能計算

有關污水有機物中蘊含的化學能，一些研究者從不同角度進行過定量評估。化學能評估大都基于生活污水所含有機物的COD值，以兩種方式表征：1）單位COD含能值；2）單位（m3）水量COD化學潛能值。本研究采用第二種方式計算污水有機物理論化學潛能值。污水有機物最大理論化學潛能值是指污水所含COD全部提?。ú缓⑸锓纸猓┎⑥D化為甲烷（CH4）的能量值，且不考慮轉化過程的實際能量損失。假如城市污水COD含量為400mg/L，所含化學能可按CH4氧化計量方程計算，見化學計量式（1）。

根據(jù)公式（1），0.25gCH4氧化需要消耗1gO2。換句話說，1gCOD可以產(chǎn)生0.25gCH4。據(jù)此，COD=400mg/L的污水每m3可產(chǎn)CH4理論量為：

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