环保再生能源中的污水利用技术分析
随着节能环保理念深入人心,为有效解决我国水资源紧缺问题,提升能源利用率,需要从污水再生利用入手,加强污水净化,并从中挖掘出更多的污水处理价值,达到污水废物再利用的同时,有效减轻污水污染对环境的危害,因此有必要对环保再生能源中的污水利用技术进行探讨分析,对于提升水资源利用率,保护生态环境具有重要的意义。
一、环保再生能源中加强污水利用的必要性
我国虽然在资源总量上非常丰富,但由于人口较多,因此人均资源占有量较少,尤其是在人均水资源占有量上,只有世界人居占有量的25%,是世界上12个贫水国家之一。与之相对的是,我国水污染问题也在日益加重,伴随着城市化进行快速推进,工农业迅速发展,我国年污水排量也在日益攀升,在某些地区,污水没有经过处理,直接排放至生活环境之中,从而导致水污染问题日益加剧,对人们生产生活带来了严重的威胁,因此需要推动环保再生能源的利用与发展,通过采取污水利用技术,从中挖掘污水能源价值,实现“废物利用”,既能够有效改善污水污染问题,又能够满足能源利用需求,推动社会经济实现可持续发展。
二、环保再生能源中污水利用技术
1、热泵技术回收城市污水热能
城市污水温度比较稳定,冬暖夏凉,水温能够满足城市热能转换需求,实际应用也比较方便,通过利用城市污水热能进行建筑采暖制冷,能够有效节约大量煤炭资源。在城市污水热能利用上,主要是依靠热泵技术来实现,该技术主要是利用高位能,从污水中吸取热量,将其传给需要加热的建筑体,成功完成热能的传输。该技术在具体实现上,主要应用的是污水源热泵装置,该装置具有传热性能好、热容量大等特点,城市污水是较为理想的低温热源,因此通过借助污水源热泵,便可以将污水中的热量转移,以供建筑采暖使用。热泵在具体运行原理上,以热泵冬季运行供暖为例,城市污水流会先流入热泵的蒸发器(第二换热器),然后在制冷剂的帮助下,在蒸发器中完成污水内热能的吸收。针对蒸发器所产生的蒸汽,由压缩机吸入并压缩,随后传输至冷凝器(第一换热器)之中,制冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝,并释放热量,对热媒水进行加热,满足供热系统需求,液态制冷剂进入膨胀阀绝热膨胀,在达到较低温度后,会重新进入蒸发器,再次吸收污水热能,并进入到新的一轮供热循环之中。在该热泵系统运行中,制冷剂经过连续的吸热、压缩、冷却、膨胀过程,从而将城市污水热能吸走,然后传输至供热系统中进行供热。
2、热泵系统主要包括以下几种形式
①直接换热式污水源热泵系统,该系统直接将换热器沉浸在污水处理厂的污水渠道中进行使用,在后期维护上比较容易清除附着在其表面的杂物,但系统主机机房不能与污水处理厂的污水渠道距离较远,否则就需要埋设较长的冷热循环管道,容易造成大量热能散失,因此该热泵系统吸收的污水热量只能供污水厂自己的空调系统应用。
②水切换式污水源热泵系统,这种系统主要是通过操控阀门,来改变水流方向,开实现热泵系统的工况(制冷或制热)转换,这种系统比较适合在处理后的净化处理后的污水中进行应用,如此一来,在实际运作中,就不会造成热泵敷设或被杂物堵塞等问题,有效提升热泵供热的稳定性,热泵在设置上也能够与用戶靠的更近,减少能量散失。
③间接换热式污水源热泵系统,这种热泵系统污水不会直接进入热泵系统之中,因此对于热泵机组耐腐蚀性等要求不高,同时也更加容易进行后勤的维护管理,但需要在该系统中加设热能转换器,因此在组装费用上更高,并且因为有热能转换器这一中介媒质的存在,从而增加了污水热能传输转换压力,因此相对于直接换热式污水源热泵系统,间接换热式污水源热泵系统制热效率相对较低,在实际进行污水热能利用时,需要结合实际,选择合理的污水源热泵系统。
2、好氧微生物污水处理技术
相对于传统的污水处理技术,好氧微生物处理技术更加环保,对环境影响较小,不会造成二次污染,能够就地处理,减少占地面积、基建费用,能够节约大量能源、资源,有效满足了高效低耗要求。在具体实施上,主要包含以下几种技术:
①氧化塘技术,该技术即是直接参照自然界的池塘、湖泊等,充分利用非流动水净化功能原理,通过人为建立一个静态污水池塘,然后由细菌来讲解污水池塘中的有机物,细菌所需的氧气,一般由藻类和其他光合微生物提供,比较适合于污染层度轻、污染量小的污水处理。
②活性污泥技术,该技术污水处理能力更强,并且最终处理后的水质质量也更好。在具体实施还技术时,需要在曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成的基础之上进行,将污水与回流活性污泥一起置于曝气池,将其作为一个生物反应器,然后向曝气池中充入空气,促使氧气融入污水之中,并通过充足的搅拌,却把污水与活性污泥进行充分分混合,氧气也能够进入到混合液中,从而更加有利于活性污泥的微生物与有污水充分接触,在富氧的环境下,充分发生反应,随后,混合液会进入到沉淀池,经过静止沉淀后,污水中的固体物质下沉,与净化后的水分离,由此流出沉淀池的的水便是净化后的水。此外,活性污泥具有良好的氧化分解有机物的能力之外,自身有着良好的沉降性,从而确保在混合液中,活性污泥能够从中分离,成功获得澄清后的水。
③生物膜法,主要是利用固体载体表面附着生长的微生物所形成的生物膜,来将污水中一些溶解性有机污染物进行去除,主要包括以下几种,分别是滴滤池法、生物转盘法、接触氧化法等。
当下我国水资源短缺问题日益严重,为有效解决这一问题,需要加强污水利用技术研究,更好的挖掘污水能源价值,有效改善污水污染问题,提升水资源利用率。有效缓解我国水资源紧缺危机,减轻环保压力,实现污水资源化,推动社会经济建设的可持续发展。
(作者单位:136100吉林省公主岭市生态环境局)
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