首页 > 新闻 > 正文

再议碳中和时代污水厂如何转变? | 丹麦案例分享

时间:2021-03-30 13:27

来源:JIEI创新实验室

作者:瓦村农夫

评论(

  说完荷兰污水处理厂的碳中和转型案例,我想介绍另一个欧洲国家的污水碳中和近况。

  它就是丹麦。

  在小编看来,丹麦人似乎做的比荷兰人还要好。

相关阅读:

  碳中和时代污水厂如何升级转型? | 荷兰案例分享

1.jpg

  2009年哥本哈根市政府通过了《哥本哈根气候计划书》,定立了两步走的目标:到2015年,CO2排放量要同比2011年减排20%,并在2025年实现碳中和。

  2019年11月,丹麦政府与13个商界代表签订了“气候伙伴关系”( Danish climate partnership),基本涵盖了丹麦所有行业的温室气体排放量。气候伙伴关系的成员需要提供各自领域的减排建议,以帮助丹麦政府实现其2030的承诺——即2030年丹麦的温室气体排放量比1990年代减少70%。废弃物、水和循环经济是其中的代表成员之一。

  数据显示,2017年丹麦的水务部门的CO2排放当量为218000吨。他们的计划是通过一系列措施,在2030年实现碳盈余。

2.jpg

  这个计划包括了减少直接排放和间接排放。直接排放方面主要是减少N2O和甲烷的排放、提高工艺过程的能效,以及提高生物沼气的产量。改善间接排放的措施主要指提高出水余热的利用率和植树造林等。

  丹麦各地污水厂如何相应的呢?我们来看看其三大水务公司近年的进展成果。

  丹麦书写碳中和童话

  2019年,在Aarhus水务的倡议下,一名叫丹麦水产业集群(Danish Water Cluster)的组织诞生了。他们声称这是个汇聚丹麦先进水技术的组织,向全球出口他们的创水新方案。但在小编看来,这个组织更重要的一个作用是促进了成员之间的良性竞争——丹麦三大水务公司都纷纷打造了自己的能量回收污水厂示范工程。

  Aarhus水务

  Aarhus是丹麦的第二大城市,而Marselisborg是当地最大的污水厂。2016年国际能源署(IEA)发布完《世界能源展望2016》后,该污水厂名声大噪,原因是它宣布无需协同消化,仅用污水自身蕴含的能量就实现了能量盈余。

  为了这一天,Aarhus水务准备了十年:2006年他们决定将当地14座污水处理厂合并缩减为4座,并最终减为两座,即Marselisborg污水厂和十几公里外的Egaa污水厂。

3.jpg

  Marselisborg污水厂平均处理量为27500m³/天。经过多年优化,2014年污水厂在没有添加外来有机废物的情况下,已经能够通过沼气热电联产的电能满足厂区能耗,甚至还有约40%的电力盈余。2015年这个数值还升至50%。也就是说,Aarhus水务的水厂已经实现真正意义上的能量中和。

4.jpg

  显然,单靠传统的厌氧消化是不可能实现能量盈余的,我们来看看他们全方位的优化工作:

  污水厂先是花了40万欧元装上SCADA系统(数据采集与监视控制系统),对氨氮、磷浓度进行监控,并对鼓风机、提升泵、搅拌设备和脱水泵安装变频器控制,大大降低了电耗,灵活适应每日变化的进水负荷。

  污泥处理方面,污水厂于2014年引进了侧流厌氧氨氧化工艺,投资费用约40万欧。据Aarhus水务的总工程师Per Overgaard Pedersen介绍,因为这套系统能使污水厂的出水总氮减少2mg/L,因此每年能节省约8万欧的污水税。此外,本身就很节能的厌氧氨氧化工艺也为污水厂每年节省50000kWh的电耗。此后,新购的污泥脱水离心机能效更高,为厂区每年节省50000kWh的电耗,污泥经处理后可作肥料农用。

  除了节流,Aarhus水务也懂开源:为了提高沼气发电,他们花了170万欧,新购了两台250kW和一台355kW的热电联产电机。

  经过这一系列优化措施,污水厂的年电耗共节省约100万kWh (1GWh),在2005-2016年间,污水厂电耗从4.2GWh降至3.15GWh,减幅达四分之一,吨水的能耗降至0.25kWh/m³。

  另一方面,2016年该污水厂的总产电量达4.8GWh,这意味着厂区的发电量比电耗多出53%,这些多余的电能会卖给国家电网,此外还有多大2.5GW的多余的热能直接用于地区供热。

  整个项目花了他们约300万欧的钱,其中90%还得从自己腰包出,市政府只资助了10%。但Aarhus水务的总工Pedersen先生给我们算了笔账,说这投资不用5年就能回本了:因为余热和余电一年能卖32.6万欧,节能投资每年能同比省20.6万,排污税每年又能省8万,这么一算,和改造前相比,一年确实能省下60多万欧。而最让Aarhus水务公司自豪的是,这个升级项目最终的受惠者是当地市民,因为水务公司运营成本降了 ,意味着水价也可以下调了!

  Marselisborg污水厂能耗改善措施一览

  1 SCADA在线控制曝气、氨氮、硝态氮和磷,对硝化/反硝化工艺的控制

  2 用涡轮压缩机取代高真空涡轮鼓风机提高曝气效率

  3 使用能效更好的污泥脱水离心机(AlfaLaval G3)

  4 新购沼气燃机热电联产((CHP))

  5 污泥线引入anammox工艺,主流线也以进行厌氧氨氧化工艺测试

  更令小编惊叹的是,Aarhus水务的野心还不止于此:他们已经给Marselisborg污水厂起了一个新的名字,叫Aarhus Rewater,并考虑重建新厂的可能性。另一边Egaa污水厂也计划实现能量盈余,他们在那里测试碳捕捉、主流厌氧氨氧化、ORC废气能量回收等工艺,调研在未来污水厂用上这些技术的可行性。

  VCS水务

  奥登塞(Odense)是丹麦第三大城市,也是著名童话作家安徒生的出身地。该城最大的Ejby Mølle污水厂也有些童话色彩——早在2013年它就声称实现能量100%自给。2018年,他们甚至宣布:污水厂的能耗盈余率高达88%!他们是怎么做到的?

5.jpg

  Ejby Mølle污水厂由当地的水务公司VCS负责运营。像Marselisborg污水厂那样,基于厌氧消化的热电联产当然是其基础,但他们成功的秘密都在于细节,例如他们使用了延时消化的方法(Torpey工艺),将出泥固液分离后再回流到消化池,以此减少消化池中的水量,进而提高生物质浓度,SRT延长约10%,提高消化池高性能。

12

编辑:王媛媛

  • 微信
  • QQ
  • 腾讯微博
  • 新浪微博

相关新闻

网友评论 人参与 | 条评论

版权声明: 凡注明来源为“中国水网/中国固废网/中国大气网“的所有内容,包括但不限于文字、图表、音频视频等,版权均属E20环境平台所有,如有转载,请注明来源和作者。E20环境平台保留责任追究的权利。
媒体合作请联系:李女士 010-88480317

010-88480317

news@e20.com.cn

Copyright © 2000-2020 https://www.h2o-china.com All rights reserved.

中国水网 版权所有