污水處理廠作為一個(gè)能源密集型產(chǎn)業(yè),如何降低它的能耗和碳排放是近年來(lái)的重要問(wèn)題。污水處理約占美國(guó)年用電量的0.6%,占德國(guó)總用電量的0.7%,僅占中國(guó)總用電量的0.25%。上述國(guó)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(guó)的污水處理能耗對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家,明顯處于一個(gè)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(guó)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(guó)污水處理規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高的同時(shí),污水處理所帶來(lái)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(gè)具有實(shí)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(wèn)題,同時(shí)為污水處理廠從耗能單位向能源回收轉(zhuǎn)變甚至進(jìn)一步成為產(chǎn)能單位提供技術(shù)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(chǔ),設(shè)計(jì)節(jié)能高效的低溫雙源熱泵污泥干燥設(shè)備并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文對(duì)目前的污泥干燥技術(shù)以及污泥干燥特性國(guó)內(nèi)外進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)的綜述。根據(jù)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(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

017年中國(guó)污水排放量熱度圖

第1章緒論7完成初步實(shí)現(xiàn)。我國(guó)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(guó)污水處理規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高的同時(shí)，污水處理所帶來(lái)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(gè)具有實(shí)際意義的課題。早期我們針對(duì)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(shí)，保持甚至提升污水處理廠出水的水質(zhì)是可行的[3]。在早期的研究中，研究人員認(rèn)為大多數(shù)污水處理廠可以通過(guò)對(duì)污水處理流程的優(yōu)化和對(duì)處理工藝的改良，將其能量輸入降低30%或更多[4]，但是這遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎn)品的污泥與中水，可以幫助實(shí)現(xiàn)污水處理的能量平衡，因?yàn)榭梢詮乃麄償y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(wèn)題早期，關(guān)于污水的能量回收的研究主要集中在污水中的有機(jī)物上，污水中的有機(jī)能大約是污水處理能耗的9-10倍[6]。針對(duì)污水中有機(jī)能載體的污泥，研究人員已經(jīng)在國(guó)家層面探索了污泥產(chǎn)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(shù)沼氣發(fā)電廠位于城市污水處理廠，他們帶來(lái)了全國(guó)沼氣總產(chǎn)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(guò)以下方法提高沼氣的產(chǎn)量以及利用率：LiseAppels等人[9]綜述了厭氧消化生產(chǎn)沼氣的工藝及優(yōu)化方法。F.Osorio等人[10]對(duì)污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行了凈化實(shí)驗(yàn)研究，以備將來(lái)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(yīng)當(dāng)指出，在許多發(fā)展中國(guó)家，污泥厭氧消化的流行率并不高。例如，中國(guó)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(guān)技術(shù)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(jīng)過(guò)生物和機(jī)械污水處理后，由懸浮和溶解的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成[27]。在北美立法機(jī)構(gòu)中，半固體污泥是污水處理廠生產(chǎn)的中間體，也被稱為生物固體(biosolids)[28]。污水處理廠產(chǎn)生的污泥（生物固體）可以來(lái)自各個(gè)階段的凈化。它們中的每一種都產(chǎn)生略微不同性質(zhì)的污泥�；旧希梢詤^(qū)分以下內(nèi)容：（1）初級(jí)污泥：機(jī)械預(yù)清洗的產(chǎn)物；（2）二級(jí)污泥：生物處理后產(chǎn)生的剩余污泥；（3）來(lái)自化學(xué)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(chǎn)的污水污泥的成分和質(zhì)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(diǎn)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(jī)物含量，原污泥中干物質(zhì)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(dá)15％DM；（4）各種重金屬含量（0.5-2％，在某些情況下高達(dá)4％DM），取決于污泥來(lái)源與處理技術(shù)；（5）不同數(shù)量的病原微生物，它們的類型和數(shù)量取決于污泥的來(lái)源，最多來(lái)自初級(jí)沉淀池的污泥。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]直膨式熱泵型煙氣余熱回收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王明爽.北京建筑大學(xué) 2019
[2]熱泵污泥干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及特性研究[D]. 李朋剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]污泥低溫干燥特性與參數(shù)優(yōu)化[D]. 吳青榮.南昌航空大學(xué) 2017



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