城市污水处理能量平衡分析与应用评价

论文摘要

城镇污水处理厂在运行中,能耗大,能效低,严重制约着其推进和发展。而城镇污水处理厂能耗能效的研究却发展缓慢。本文以热力学分析为基础,将处理过程中的水质指标与能量耦合,运用能量平衡模型,对河南省内三座主导工艺的污水处理厂的主要耗能单元进行了能量平衡分析,并对其能效进行评价,以期为污水处理厂在设计和运行中的节能降耗提供指导。主要工作和结论如下：(1)对河南省内三座典型工艺的污水处理厂进行了能量利用现状考察,概括了其耗能特点,并对主要处理单元常用设备的耗能水平进行分析。(2)以热力学分析为基础,改进了污水处理主要耗能单元(泵站和生物反应池)的(?)分析模型,并引入生物反应池建立能量(焓)衡算模型,用以和该过程的(?)分析模型进行对比,区别两类模型的使用范围。(3)对河南省内三座典型工艺的污水处理厂进行了能量模型和(?)平衡模型应用,考察了其实际运行用能情况。污水提升泵站(?)效率仅约为30%～70%,存在节能的可能性；生物处理单元底物中蓄积的能量主要用于微生物细胞的维持和溅溢(15%～35%)、微生物细胞增殖(15%～30%)和剩余污泥含能(15%～30%),应致力于增大维持和溅溢部分的能量消耗,增大内部(?)损失；曝气系统的大部分(?)损失为外部(?)损失,应尽量通过优化运行方式,降低过大的推动力,以减少处理过程和设备的外部(?)损失。(4)结合模型分析结果,应用能量利用指标(比能耗指标、热效率、(?)效率),对不同处理工艺的能量利用状况及消耗特点进行横向的对比分析,对利用率进行评价：氧化沟工艺较A2/O工艺剩余污泥量小且稳定度高,热力学反应程度高,能量综合利用效果高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 河南省典型城市污水处理工艺的能量利用状况调查
• 1.1.1 所调查的各处理厂概况
• 1.1.2 工艺过程的耗能分析
• 1.2 国内外城市污水处理工艺能耗概况统计
• 1.3 国内外污水处理能耗能效研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 节能研究存在的问题
• 1.5 课题的来源、研究目的和内容
• 1.5.1 课题的来源和研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 2 污水处理能量分析热力学基础与平衡分析模型
• 2.1 污水处理相关的热力学概念
• 2.2 污染物化学（?）
• 2.2.1 （?）的概念
• 2.2.2 （?）与理想功
• 2.2.3 （?）的组成与计算
• 2.3 污染物化学能与常规水质指标的定量关系
• 2.4 污水处理单元能量平衡分析模型
• 2.4.1 生物反应池的能量衡算模型
• 2.4.2 （?）平衡分析模型
• 2.5 小结
• 3 污水处理工艺能量平衡分析应用研究
• 3.1 污水处理厂运行概况
• 3.1.1 城市污水处理厂A运行概况
• 3.1.2 城市污水处理厂B运行概况
• 3.1.3 城市污水处理厂C运行概况
• 3.2 污水提升泵站（?）平衡分析
• 3.2.1 污水提升泵站（?）平衡计算
• 3.2.2 污水提升泵站（?）平衡分析
• 3.3 二级生物处理反应器能量（焓）分析
• 3.3.1 各污水处理厂二级处理能量（焓）平衡分析
• 3.3.2 单位水量能量能（焓）流图
• 3.4 二级生物处理反应器（?）分析
• 3.4.1 曝气系统（?）输入的分类和需氧量计算
• 3.4.2 污水处理厂二级处理部分（?）平衡分析
• 3.4.3 二级处理系统单位水量（?）流图分析
• 3.5 小结
• 4 能量利用评价
• 4.1 能量利用率指标
• 4.1.1 热效率（能效率）
• 4.1.2 热力学效率（（?）效率）
• 4.2 各处理厂能量及（?）利用评价
• 4.2.1 各处理厂能量（焓）利用评价
• 4.2.2 各处理厂（?）利用评价
• 4.3 小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 问题和建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果