污水源热泵用于城市污水处理厂污泥干化分析

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污水热泵技术在密云污水处理厂的应用

污水热泵技术在密云污水处理厂的应用【摘要】本文介绍了污水热泵技术在密云污水处理厂的应用情况。

首先讲解了污水热泵技术的基本原理，然后对密云污水处理厂的情况进行了分析。

接着详细描述了污水热泵技术在密云污水处理厂的具体应用案例，并探讨了其优势和效果。

对密云污水处理厂的环境效益进行了评价。

结论部分展望了污水热泵技术在密云污水处理厂的未来发展前景，以及其可持续性和推广价值。

通过本文的介绍，读者可以了解污水热泵技术在密云污水处理厂的应用情况，以及其在环境保护和资源利用方面的重要作用。

【关键词】1. 引言1.1 污水热泵技术在密云污水处理厂的应用污水热泵技术在密云污水处理厂的应用是当前环境保护领域的热点话题。

密云污水处理厂作为北京市的重要污水处理设施，面临着处理大量污水并实现资源回收利用的挑战。

污水热泵技术通过利用污水中的热能来实现污水处理和能源回收的双重目的，为密云污水处理厂提供了一种新的技术路径。

污水热泵技术的基本原理是通过热泵循环系统将污水中的低温热能提取出来，并利用加热器提高温度，最终用于供热或热水生产。

密云污水处理厂的情况分析显示，该厂每天处理的污水量巨大，且污水中含有丰富的有机物和热能资源，非常适合应用污水热泵技术。

具体应用案例表明，污水热泵技术在密云污水处理厂可以有效提高能源利用效率，减少污水处理过程中的能源消耗，同时降低碳排放和维护成本。

污水热泵技术的优势和效果在实践中得到了充分验证，为密云污水处理厂的环境效益和经济效益带来了显著提升。

污水热泵技术在密云污水处理厂具有良好的发展前景和可持续性，具有较高的推广价值。

未来随着技术不断创新和完善，相信污水热泵技术将在密云污水处理厂得到更广泛的应用，为环境保护和资源回收做出更大贡献。

2. 正文2.1 污水热泵技术的基本原理污水热泵技术是一种利用污水中的热能进行能量回收的技术。

其基本原理是通过热泵循环系统将污水中的热能转化为高温热水或蒸汽，用于供暖、热水生产或其他热能利用。

污水源热泵工作原理及效益分析

污水源热泵工作原理及效益分析1.污水源：污水源热泵通过污水中的热能来供热或制冷。

这些污水可以来自家庭、厂区、城市污水处理厂等。

2.污水净化：首先，为了保护热泵设备，需要对污水进行初步的净化处理，例如去除大颗粒物、悬浮物等。

3.污水调温：经过预处理后，污水经过调温操作，使其温度尽可能接近热泵的最佳工作温度，一般为5-25摄氏度。

4.污水热能回收：经过调温后的污水通过换热器与热泵之间进行热能交换。

热泵利用换热器中的热能进行蒸发，从而获得蒸发的制冷剂。

5.制冷剂冷却：蒸发的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体，并通过冷凝器与室内或室外空气进行热交换，使其冷却变为液体。

6.供热或制冷：冷凝后的制冷剂经过膨胀阀进行膨胀，再次变成低温低压气体，并通过换热器与室内或室外空气进行热交换，使热能传递给室内或室外，实现供热或制冷效果。

1.节能环保：污水源热泵利用了污水中的热能，有效地节约了传统能源的消耗量，减少了温室气体的排放，具有良好的节能环保效益。

2.回收资源：污水中的热能在传统的处理过程中往往被浪费掉，而污水源热泵能够回收这部分热能，大大提高了能源利用效率，并能够减少对环境的负面影响。

3.降低运行成本：相比传统的供热或制冷方式，污水源热泵的运行成本较低。

由于污水源的温度相对稳定，热泵工作稳定可靠，减少了维护和运行成本。

4.解决能源短缺问题：随着能源消耗的增加和能源供应的减少，污水源热泵作为一种新型的能源利用方式，为减轻能源压力提供了新的途径。

5.适用范围广泛：污水源热泵适用于各种污水排放场所，无论是家庭、工厂还是城市污水处理厂，都可以利用污水中的热能来进行供热或制冷，具有广阔的应用前景。

总之，污水源热泵作为一种能源利用的新途径，具有较高的节能环保效益和经济效益，对解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。

对于地区热源紧缺或有大量污水排放的地区来说，污水源热泵是一种理想的能源供热或制冷解决方案。

污水源热泵规模化利用及相关技术问题的探讨

（２）热泵供水温度与末端设备的匹配。不同末端设备所要求的供水温度不同，风机盘管为供水温度６０℃，地板采暖为４５℃。供水温度越高，污水源热泵性能系数ＣＯＰ越低。以某一热泵机组为例，在４５℃／４０℃ 温度时ＣＯＰ为４．０２，在６０℃／５５℃温度时ＣＯＰ为３．２１。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Βιβλιοθήκη ＷＴＰ；ＤＨＣ；ｈｅａｔｐｕｍｐ
５热泵机组对水质的要求
为保证污水源热泵机组的正常工作，除对热源水的
６污水源热泵的经济性
污水源热泵的经济性按下述指标计算：污水可提取温差冬季为７℃（进、出水温度１２℃／５℃）、夏季为１２℃ （进、出水温度２０℃／３２℃），热泵ＣＯＰ制热为３．７５、制冷为４．３５，面积负荷指标供暖为４５Ｗ／ｍ２，供冷９０Ｗ／ｍ２。对于一个４０万ｔ／ｄ的污水处理厂，则供热面积约４００万ｍ２，供冷面积约２１０万ｍ２。以北京市为例，到２００８年城市污水处理能力将达到２６８万ｔ／ｄ，采用污水热泵约可为２６８０万ｍ２的住宅供热，占现在供暖面积的８％。
污水源热泵规模化利用及相关技术问题的探讨
田国强
（中元国际工程设计研究院，北京１０００８９）
摘要：污水源热泵不仅可以部分替代燃煤锅炉供热，减少对化石燃料依赖，还可以实现夏季供冷，减少空调用电负荷；污水处理厂采用热泵技术可以实现区域范围内的冷热联供，使污水综合利用效率最大化。
关键词：污水处理；区域供冷供热；热泵
沉砂池
热源污水循环泵
热／冷水蓄热池
图３以二级出水或中水为热源的污水源热泵系统流程图
３国外污水源热泵的应用

污水源热泵供热的工程应用及分析

污水源热泵供热的工程应用及分析作为城市废热之一而排放的城市污水，由于是具有稳定的水量和水温，易于收集，污水中所贮存的热能较高，可作为清洁能源在低温区利用等一系列优点，正在受到越来越多的重视。

特别是热泵技术的不断发展，使城市污水热能利用系统日趋成熟。

作为城市废热之一而排放的城市污水，由于是具有稳定的水量和水温，易于收集，污水中所贮存的热能较高，可作为清洁能源在低温区利用等一系列优点，正在受到越来越多的重视。

特别是热泵技术的不断发展，使城市污水热能利用系统日趋成熟。

日本是较早利用污水中热能的国家之一。

日本不仅利用未处理过的污水作为热源，而且也利用二级出水或中水作为热源。

东京大区污水管理局从1987年起启动从污水中回收热能的计划，现在已有12个热泵系统在运行，其中4个使用未处理污水作为热源，其余为使用二级出水或中水作热源。

回收的能量主要用于污水处理厂办公建筑的空调，也有作为区域供热的热源。

瑞典斯德哥尔摩有40％的建筑物采用热泵技术供热，其中10％利用污水处理厂的出水作热源。

在我国随着人民生活水平的提高，在空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，节约能源已经成为2l世纪的首要任务。

因此，可再生能源的利用已经成为目前研究的热点。

污水源热泵是利用污水处理厂中水或原生污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。

它具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。

目前，利用污水源热泵系统为建筑物供冷、供热已有一些应用的实例。

1 污水源热泵系统类型污水源热泵系统按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源／热汇的污水源热泵系统和以二级出水或中水作为热源／热汇的污水源热泵系统；根据污水与热泵的热交换部分是否直接进行热交换，可分为间接利用系统和直接利用系统。

从工况转换方式上看，大体可分为两种：一种是制冷剂流向的切换，即通过四通换向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的转换：另一种是水切换式，即通过阀门改变水流方向来实现工况转换。

污水源热泵应用现状与性能分析研究

科技论文与案例交流
污水源热泵应用现状与性能分析研究
少刚魏翠琴蒉秀惠
３１３０００）（湖州职业技术学院浙江湖州
３污水源热泵优缺点分析
污水源热泵使城市污水资源化，具有显著的经济性、节能性和环保性，对于建筑供暖的可持续发展具有重要意义，相较其它热源热泵，其优势较为显著ｉ “ ｕ：（１）与空气源热泵相比，其ＣＯＰ可达４．０～６．０，高出４０％，节能效果更显著，且避免了空气源热泵冬
表１国内城市污水源热泵应用实例
序号地煮
１：ｌｇ系北京２
（２）按污水和热泵的换热方式，吖分为直接式和间接式；（３）按污水侧换热器形式的不同，可分为浸泡式、淋激式、壳管式类；（４）
原生涛水原生污水
４．２）ｊ建筑空谰及采暖ｌ６万商场供暖和制寺９．万空调供暖生藉热水三联供３２万空调｜．寺暖生茜热水三联供１．５片ｍｊ办公冷囔卫生热水三联傲５２空谰夸唾和生活热水
原生海水原生海水原生污水＝缀焉水原生污水原生污水
污水源热泵存在的缺点㈣，严重制约了其应用发展：（１）使用源热泵冬季供暖时吸收污水中的热能，夏季制冷时把室内热量转移区域限制，只能在城市周边使用，受污水处理厂地点限制；（２）污到低温污水中。水流量要稳定，否则会严重影响热泵ＣＯＰ（３１）污水中含有大量悬

污水废热利用——污水源热泵的应用研究

污水源热泵的应用研究摘要：本文在介绍污水源热泵的工作原理和系统的基本形式的基础上；分析了城市污水的热能热性、工程应用实例，指出污水源热泵相对于其它热源的优越性和在实际应用时需注意的事项；最后提出推广应用污水源热泵的建议和需要解决的问题。

关键词：污水源热泵，城市污水，热源0引言随着我国人民生活水平的不断提高，空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，而这种能耗对温度的要求通常是在中低温区，对这部分能源的消费大多是通过燃烧煤、石油、天然气等获得高位能源来实现的，这不但浪费了大量的能源而且严重污染了环境。

在能源和环境备受世界关注的今天，城市污水热能作为一种新的可再生能源比以往任何时候更加受到重视，因为它能够满足这部分中低温的能源需求，如果能被充分的利用，则可节省大量的高品位能源，减少城市废气废热的排放，达到节能环保的效果，同时也是实现污水资源化的有效途径。

污水源热泵就是污水热能利用的一种形式。

它是以城市污水作为热源/热汇，通过消耗少量电能，在冬季把贮存于污水中的热能“提取”出来为建筑物供热；在夏季则把建筑物室内的热能“提取”出来，释放到污水中，从而降低室温，达到制冷效果的一种装置[1]。

日本及欧洲的一些发达国家早在20世纪80年代就开始了污水热能回收和利用的研究工作，很多大型的污水源热泵已投入运行，目前已经拥有了一套较完善的技术和经验。

而我国直到上世纪90年代末才开展这方面的研究，目前在全国一些大型城市也有一些工程应用实例。

1污水源热泵系统简介1.1污水源热泵的工作原理污水源热泵是水源热泵的一种。

只是供热、制冷侧的水取自原生污水或污水处理厂出来的中水。

其工作原理(制热模式)如图1所示，制冷时正好反向。

图1热泵(制热模式)工作原理1.2污水源热泵系统分类污水源热泵系统按照热泵机组机房的布置情况可分为集中式、半集中式和分散式的污水源热泵系统；按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源/热汇的污水源热泵系统、以中水作为热源/热汇的污水源热泵系统。

再生水源热泵应用于污泥厌氧处理的能流分析

收稿日期:2009202220.基金项目:国家十一五科技支撑项目“苏州城市循环经济发展共性技术与应用研究”(2006BAC02A18)1再生水源热泵应用于污泥厌氧处理的能流分析田　磊1,史　琳1,吴　静2,施汉昌2(11清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084;21清华大学环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100084)摘要:污水处理产生的污泥中含有大量有机物质容易腐败成为新的环境污染源,污泥高温厌氧消化是解决污染并实现污泥资源化的有效途径,但处理工艺的高能耗成为限制厌氧消化系统推广应用的瓶颈问题。

通过将再生水源热泵应用到污泥消化流程中,提出了一种适合现阶段我国污水处理厂的能源综合利用技术路线。

再生水源热泵回收污水处理厂外排再生水所含低温余热,将其提升后满足污泥高温厌氧消化供热要求,同时厌氧消化工艺产出沼气,可供给用做污水处理曝气流程的风机动力源。

能流分析表明,再生水源热泵的应用可有效降低污泥厌氧消化处理的能耗,所产沼气可替代污水曝气处理流程中鼓风机40%电耗。

关键词:污泥稳定;高温厌氧消化;再生水源热泵中图分类号:TK 09 文献标识码:A 文章编号:1007-2691(2009)04-0047-04Analysis on energy flow of sludge anaerobic digestion system equipped with reclaimedwater source heat pum pTI AN Lei 1,SHI Lin 1,WU Jing 2,SHI Han -chang 2(11K ey laboratory for Thermal Science and P ower Engineering of M inistry of Education ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China ;21S tate K ey Joint Laboratory of Environment S imulation andP ollution C ontrol ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China )Abstract :S ludge easily become a new environmental pollution s ource if not treated properly.As a recommendation method of sludge disposal ,therm ophilic anaerobic digestion process can rem ove organic pollutants effectively ,but high energy consum p 2tion in the process has greatly in fluenced the application of the treatment.This paper presents a com prehensive approach of en 2ergy utilization ;the reclaimed water s ource heat pum p is introduced into the process of sludge digestion ,which reuses the mu 2nicipal reclaimed sewage as the heat s ource to supply the heating need in the therm ophilic anaerobic digestion process ,mean 2while ,the biogas generated from the sludge digestion in wastewater treatment plants is a potential clean energy s ource ,which can be recycled to driving blowers coupled with a biogas driven engine and to saving 40%energy consum ption.From the per 2spectives of energy balance ,cascaded utilization of energy and pollutant emission ,three kinds of heating m odes ,coal -fired boiler ,gas -fired boiler and water s ource heat pum p was com pared in this paper.Based on the calculation results ,the new appronch has the features of low energy consum ption ,rationality of energy utilization ,and environment -friendliness.K ey w ords :sludge disposal ;therm ophilic anaerobic digestion process ;the reclaimed water s ource heat pum p0　引　言随着我国经济发展和城镇化进程的加快,城市污水量以及污水处理量迅速增多,污水处理过程所产污泥量迅猛攀升。

城市污水源热泵的应用与研究现状

Em i sw l2 s acm) - a : u2 @ . lh i o n
A s at Te lao ad d s u a w sw t a a l ha s r a t f e n o bt c; apctn s i o r n t a r co ad t c r h o l d r h p i i n t e f u b a e e s o n e o e e a f u e r H A . s es ci t t raca c rt ad lao pclri ,uh h sbitn V C Tippr i s h ml a esc apctn uats s at t i ao o h a p f h e e e e hr tii n p i i e ii e c s a l i f e z w swt t pru ,h vrbi ow swt fx ad fu p b m aot ld ho g s aea r e t e t aaiy a ea r , d i l r l s u ape t nl i ; t e e a r e i l f t e l m t u n i c t e b p i e o e f o c
(col uipl E vo et E g e n, b I t toTcnl y H rn 00C i , ShooM n i ad im n l i e g H r n i e e o g, b 109 , a f c a n n r a n n r i a i n t f h o su ai 5 h n
备的严重阻塞与污题, 视为可利用川. 染问被不
针对阻塞与污染问题, 国内外开发了一些系统应用工艺, 但均存在一些本质缺陷, 前, 目国内对城市污水源热泵的应用特点, 经济价值, 社会效益及前景预测等有大量研究, 但均是宏观抽象判断, 并未基于实际应用作客观分析. 实践表明, 当前的研究成果还不能满足客观应用形势的需要. 本文综述了该领域的国内外应用与研究状况, 以

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０引言
随着城市污水处理率的提高，污水厂的污泥产量大幅增长，污泥经过浓缩、消化、机械脱８０％左右）、强度低、持水能力强、散发恶臭等问题。污泥处理达不到最终处置的要求，填埋场拒收污水厂污泥，已直接影响了污水处理厂的正常运行，污泥干化成为必需。污水源热泵技术作为一种新能源技术，可以用来为污泥干化提供热量，是实现污水综合利用的有效途径，可以代替一部分高位能源（如煤、石油、天然气、电能等），相比于燃煤、燃气供热来说，省去了锅炉房和空气冷却塔等设施，也大大削减了ＣＯ、ＮＯ、ＳＯ及粉尘的
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅｉｓｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｗｈｉｃｈｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｄｏｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅ．Ｉｔｓｕｐｐｌｉｅｓｈｅａｔｉｎｇｔｏｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓｂｙｔｈｅｕｓｅｏｆｈｅａｔｐｕｍｐｗｉｔｈｒａｗｓｅｗａｇｅａｓａｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｍａｉｎｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｅｌｕｆｅｎｔｆｒｏｍｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔ－ｍｅｎｔｐｌａｎｔｓａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｕｒｂａｎａｒｅａｉｓｎｏｔａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｈｅａｔｉｎｇ，ＳＯｗｅｃａｎｔａｋｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｉｔｓｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｄｙｒｓｌｕｄｇｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｏｒｆｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｗａｇｅｈｅａｔｐｕｍｐ；ｓｌｕｄｇｅｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔ
２０１３年第２期
（总第８９期）
ＥＮＥＲＧＹＡＮＤＥＮＥＲＧＹＣ０ＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ
红源与
钍
２０１３年２月
污水源热泵用于城市污水处理厂污泥干化分析
樊杰，陈威，周传辉
ＦＡＮＪｉｅ，ＣＨＥＮＷｅｉ，ＺＨ０ＵＣｈｕａｎ－ｈｕｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００６５，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）
（武汉科技大学城市建设学院，湖北武汉４３００６５）
摘要：城市生活污水是当前尚未大规模开发和利用的可再生能源，目前主要以原生污水作为热源，利用热泵向建筑
物供暖，而污水处理厂二级出水的热能因为远离市区不宜作为建筑群的供暖，可利用其进行污泥低温干化，对污水处理厂的节能减排具有重要意义。
关键词：污水源热泵；污泥干化；城市污水处理厂
中图分类号：Ｘ７０３
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９５ — ０８０２一（２０１３）０２ — ００６２ — ０３
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｅｗａｇｅＳｏｕｒｃｅＨｅａｔＰｕｍｐＵｓｅｄｉｎＳｌｕｄｇｅＤｅｗａｔｅｒｉｎｇ
排放量。
１污水源热泵简介
２Ｏ世纪７Ｏ年代以来，美、日、法、德等国就开展了热泵干燥技术的研究，国际能源中心（ＩＥＡ）集中了大量的有关热泵干燥技术的研究成果。中国也在
８０年代引进了该项技术，最早而且应用范围最广的是用于木材的干燥，由于热泵干燥温度低接近自然干燥，近几年逐渐将其应用到食品及农副产品的干燥，取得了较好的经济效益。特别是中国政府的节约能源和环境保护政策的实施，极大地促进了热泵干燥技术的发展。依据热泵的热源可分为空气源热泵、地下水水源热泵、污水源热泵。污水源热泵从城市污水中提取热量，转换成高品位清洁能源，向外提供热量。城市污水的主要特点有水温适宜、变化幅度小，贮存的热量较高，受气候影响较小、利用区域较广。与空气源热泵和以地下水为热源的水源热泵相比，污水源热泵在技术和经济上更具优势。污水具有容重高、比热大的特点，１ｍ污水，使其温度降低１ｏＣ即可放出约１．１６３ｋＷ热量，而１ｍ干空气，使其温度降低１ｏＣ仅能放出约０．０００３９ｋＷ热量