污水處理廠作為一個能源密集型產業(yè),如何降低它的能耗和碳排放是近年來的重要問題。污水處理約占美國年用電量的0.6%,占德國總用電量的0.7%,僅占中國總用電量的0.25%。上述國家的污水處理單位耗電量分別約為0.52 kWh/m³、0.40 kWh/m³、0.254kWh/m^3[1]。中國的污水處理能耗對比發(fā)達國家,明顯處于一個較低的水平。但是污水處理的能耗受污水處理水平和處理要求的影響。我國的污水處理水平與規(guī)模仍具有較大上升空間,這代表在我國污水處理規(guī)模和標準進一步提高的同時,污水處理所帶來的能耗與排放也將繼續(xù)提高。因此污水處理廠的節(jié)能增效是一個具有實際意義的課題。為了解決污水處理廠污泥處理成本較高且污水余熱能利用率較低的問題,同時為污水處理廠從耗能單位向能源回收轉變甚至進一步成為產能單位提供技術與理論支持。本研究擬從污水余熱的回收利用與污泥的干燥特性為基礎,設計節(jié)能高效的低溫雙源熱泵污泥干燥設備并進行實驗。本文對目前的污泥干燥技術以及污泥干燥特性國內外進展進行詳細的綜述。根據所綜述的污泥處置以及污泥干燥現(xiàn)狀,本研究提出... 

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【學位級別】：碩士

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017年中國污水排放量熱度圖

第1章緒論7完成初步實現(xiàn)。我國的污水處理水平與規(guī)模仍具有較大上升空間，這代表在我國污水處理規(guī)模和標準進一步提高的同時，污水處理所帶來的能耗與排放也將繼續(xù)提高。因此污水處理廠的節(jié)能增效是一個具有實際意義的課題。早期我們針對污水能源利用提出了污水全流程利用思路，如圖1-2所示。圖1-2污水全流程利用思路Figure1-2Ideaofsewageutilizationinthewholeprocess在提高污水處理廠能效的同時，保持甚至提升污水處理廠出水的水質是可行的[3]。在早期的研究中，研究人員認為大多數污水處理廠可以通過對污水處理流程的優(yōu)化和對處理工藝的改良，將其能量輸入降低30%或更多[4]，但是這遠遠不是污水處理廠節(jié)能增效的上限。而作為污水處理廠主要產品的污泥與中水，可以幫助實現(xiàn)污水處理的能量平衡，因為可以從他們攜帶的能量和資源中回收能量[5]。1.1.2污泥資源化利用現(xiàn)在與存在問題早期，關于污水的能量回收的研究主要集中在污水中的有機物上，污水中的有機能大約是污水處理能耗的9-10倍[6]。針對污水中有機能載體的污泥，研究人員已經在國家層面探索了污泥產生的沼氣的發(fā)電潛力。LANTZM等人[7]發(fā)現(xiàn)瑞典現(xiàn)有的絕大多數沼氣發(fā)電廠位于城市污水處理廠，他們帶來了全國沼氣總產量的約60%（3pj/年）。P.VenkateswaraRao[8]等人研究了污泥在印度沼氣發(fā)電的潛力。研究人員通過以下方法提高沼氣的產量以及利用率：LiseAppels等人[9]綜述了厭氧消化生產沼氣的工藝及優(yōu)化方法。F.Osorio等人[10]對污泥厭氧消化產生的沼氣進行了凈化實驗研究，以備將來用作制備生物燃料。一些研究人員研究了共消化污泥的可行性[11-13]。應當指出，在許多發(fā)展中國家，污泥厭氧消化的流行率并不高。例如，中國不到100家污水處理廠（占所有污水處理廠的約2%）使用厭

第1章緒論9圖1-3污水處理廠能源回收流程圖Figure1-3Flowchartofenergyrecoveryofsewagetreatmentplant1.2污泥干燥及其相關技術的概述1.2.1污泥成分及其特性污水污泥的狀態(tài)為流態(tài)或半流態(tài)，經過生物和機械污水處理后，由懸浮和溶解的有機和無機物質組成[27]。在北美立法機構中，半固體污泥是污水處理廠生產的中間體，也被稱為生物固體(biosolids)[28]。污水處理廠產生的污泥（生物固體）可以來自各個階段的凈化。它們中的每一種都產生略微不同性質的污泥�；旧�，可以區(qū)分以下內容：（1）初級污泥：機械預清洗的產物；（2）二級污泥：生物處理后產生的剩余污泥；（3）來自化學沉淀的污泥：例如在去除磷化合物期間形成，磷化合物通常與二次污泥混合。生產的污水污泥的成分和質量是可變的，取決于加工方法和工業(yè)污水的份額。一般而言，污水污泥的特點是[29]：（1）高含水量，未加工通常為99％，脫水污泥為80-55％；（2）高有機物含量，原污泥中干物質含量（DM）為75％，穩(wěn)定污泥中DM為45-55％；（3）高氮（2-7％DM）磷（1-5％）含量，和磷，特殊情況下高達15％DM；（4）各種重金屬含量（0.5-2％，在某些情況下高達4％DM），取決于污泥來源與處理技術；（5）不同數量的病原微生物，它們的類型和數量取決于污泥的來源，最多來自初級沉淀池的污泥。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]污泥熱干化過程中污染物的釋放與控制研究[D]. 戴之希.浙江大學 2018
[2]污泥干燥和混燃特性及其在生活垃圾爐排焚燒爐中無害化處置[D]. 蔡梓林.華南理工大學 2017

碩士論文
[1]直膨式熱泵型煙氣余熱回收系統(tǒng)實驗研究[D]. 王明爽.北京建筑大學 2019
[2]熱泵污泥干燥系統(tǒng)設計及特性研究[D]. 李朋剛.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]污泥低溫干燥特性與參數優(yōu)化[D]. 吳青榮.南昌航空大學 2017



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