城市污水處理工藝的生命周期能耗分析及節(jié)能試驗(yàn)研究

【摘要】：本文主要是對污水處理廠的能耗狀況進(jìn)行研究,運(yùn)用生命周期評價技術(shù)對污水處理工藝能耗進(jìn)行評價與分析,優(yōu)選節(jié)能工況,提出節(jié)能途徑。 本文在對我國城市污水處理典型工藝能量利用現(xiàn)狀考察的基礎(chǔ)上,概括分析了國內(nèi)常見污水處理工藝的能耗特點(diǎn)、處理廠常用設(shè)備裝置和工藝工程的能耗水平,分析污水處理能耗的構(gòu)成與流向,找出能耗損失的原因以及能耗過程各個環(huán)節(jié)的影響因素。 運(yùn)用生命周期影響評價LCA對污水處理系統(tǒng)從其原材料開采和加工直至污水廠施工建設(shè)、處理運(yùn)行和廢棄拆除的LC全過程能耗進(jìn)行分析識別和量化分析,在此基礎(chǔ)上提出改善其能效的措施。結(jié)果表明,城市污水處理廠能耗絕大部分集中于二級生物處理工序的曝氣系統(tǒng),該工段消耗了總能量的80%,節(jié)能的主要環(huán)節(jié)是曝氣系統(tǒng)。 基于上述能量分析方法,本文進(jìn)行兩個試驗(yàn)研究,一是為傳統(tǒng)的供氧模式的優(yōu)化提供理論依據(jù),主要研究溶解氧濃度對有機(jī)物反應(yīng)速率和硝化速率的影響,研究結(jié)果表明:當(dāng)反應(yīng)過程中DO2.0mg/l時,有機(jī)物、NH3-N比降解速率與DO濃度成正相關(guān);當(dāng)DO2.0mg/l時,有機(jī)物、NH3-N的比降解速率受DO濃度的影響不大,有機(jī)底物比降解速率接近最大值,NH3-N的比氧化速率隨DO的增大有增加趨勢,但增加幅度不大。此時,再增大DO濃度并不能提高有機(jī)物降解速率,故可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和水量、污泥負(fù)荷等實(shí)際情況來調(diào)節(jié)適宜的DO濃度達(dá)到節(jié)能。二是對模型進(jìn)行連續(xù)流間歇曝氣運(yùn)行方式的試驗(yàn)研究,根據(jù)污泥的SOUR和污染物最大穿透時間確定停曝時間,以一小時為基本變動單位,安排了8組曝氣-停曝時間組合的工況,生命周期LCA能耗分析體系指出2hr曝氣、2hr停曝或3hr曝氣、3hr停曝的組合方式較連續(xù)曝氣運(yùn)行方式可節(jié)能約71.1%和57.4%,并能取得良好的出水水質(zhì),出水CODcr、SS、NH3-N、TP指標(biāo)均能達(dá)到96標(biāo)準(zhǔn)一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 【關(guān)鍵詞】：生命周期影響評價(LCA) 溶解氧濃度 間歇曝氣 污泥SOUR 污染物最大穿透時間 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X703
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒 論10-16
• 1.1 我國污水處理技術(shù)主要問題10-11
• 1.2 城市污水處理工藝的能耗與能效狀況分析11-13
• 1.2.1 我國城市污水處理工藝的能耗狀況11-12
• 1.2.2 國外城市污水處理工藝的能量利用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 目前污水處理系統(tǒng)中建立的能耗分析體系13-14
• 1.3.1 產(chǎn)品生命周期LCA13
• 1.3.2 生化潛能13-14
• 1.3.3 火用 平衡分析模型14
• 1.4 課題的研究內(nèi)容及目的14-16
• 1.4.1 課題的提出14-15
• 1.4.2 課題的研究內(nèi)容15-16
• 2 城市污水處理廠的能耗狀況調(diào)查16-30
• 2.1 所調(diào)研的各處理廠概況16-28
• 2.2 處理工藝單元過程的電耗分布狀況28-29
• 2.2.1 各廠對水電耗比較28
• 2.2.2 各廠各處理工段電耗比較28-29
• 2.3 小結(jié)29-30
• 3 基于生命周期評價(LCA)的城市污水處理工藝能耗分析30-40
• 3.1 生命周期評價的概念30-31
• 3.2 生命周期分析方法框架體系31-32
• 3.3 城市污水處理工藝能耗的生命周期影響評價32-34
• 3.3.1 LCA 能耗分析對象33
• 3.3.2 LCA 評價功能單位33
• 3.3.3 污水廠運(yùn)行期限33-34
• 3.3.4 污水廠地理位置和氣象條件34
• 3.3.5 處理系統(tǒng)水質(zhì)34
• 3.3.6 LCA分析方法34
• 3.4 LCA能耗分析清單34-38
• 3.4.1 廢水處理設(shè)施的輸入、輸出34-35
• 3.4.2 施工建設(shè)階段能耗35-36
• 3.4.3 運(yùn)行階段能耗36-37
• 3.4.4 拆除階段能源消耗37-38
• 3.5 處理工藝的LCA能耗分析38-40
• 3.5.1 LC能耗的相對比較38
• 3.5.2 節(jié)能措施分析38-40
• 4 污水處理工藝節(jié)能試驗(yàn)研究40-44
• 4.1 試驗(yàn)流程40-41
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)備和裝置41-42
• 4.3 試驗(yàn)污水水質(zhì)42
• 4.4 試驗(yàn)內(nèi)容與安排42
• 4.5 分析項(xiàng)目與方法42-44
• 5 城市污水處理工藝傳統(tǒng)供氧模式優(yōu)化的試驗(yàn)研究44-50
• 5.1 DO對有機(jī)物反應(yīng)速率和硝化速率的影響44-49
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法44-45
• 5.1.2 試驗(yàn)結(jié)果和分析45-49
• 5.2 小結(jié)49-50
• 6 城市污水處理工藝節(jié)能運(yùn)行方式的試驗(yàn)研究50-64
• 6.1 確定間歇曝氣運(yùn)行方式依據(jù)50-52
• 6.1.1 氧利用速率(OUR)50-51
• 6.1.2 最大穿透時間51-52
• 6.2 連續(xù)進(jìn)出水、間歇曝氣的試驗(yàn)內(nèi)容52-62
• 6.2.1 曝氣時間的確定52-53
• 6.2.2 停曝時間的確定53-55
• 6.2.3 連續(xù)進(jìn)出水、間歇曝氣各工況因素的安排及考察指標(biāo)的確定55-56
• 6.2.4 連續(xù)進(jìn)出水、間歇曝氣各工況運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果分析56-59
• 6.2.5 間歇曝氣的LCA能耗分析59-61
• 6.2.6 節(jié)能途徑61-62
• 6.3 小結(jié)62-64
• 7 結(jié)論與建議64-65
• 7.1 結(jié)論64
• 7.2 問題與建議64-65
• 致 謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附表:連續(xù)進(jìn)出水、間歇曝氣各工況試驗(yàn)結(jié)果69-77

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