這五座國外地下污水處理廠為什么這么節能？

時間：2018-04-03 來源：給水排水 作者：張婧怡等

1.4.1污水處理工藝

污水處理主體工藝包括物理化學處理和生物處理兩部分。在生物處理工藝段，采用ACTIFLO�q高速澄清器和BIOSTYR�q曝氣生物濾池的組合，將生物處理、澄清與過濾結合在一個緊湊的系統中。ACTIFLO�q高速澄清器和BIOSTYR�q曝氣生物濾池都是結構緊湊、占地面積小、易于維護和低能耗的設備。

1.4.2污泥處理工藝

污泥處理廠設在一個前采石場里，距離污水處理廠6 km。污泥處理工藝包括厭氧消化、脫水、濃縮和高溫干化。厭氧消化的停留時間為10～12 d，溫度為55 ℃。污泥最終經過離心濃縮，最終的產品用于農業化肥。

1.5日本神奈川縣葉山町污水處理廠

神奈川縣葉山町污水處理廠位于神奈川縣葉山町，該廠為山中隧道式處理廠，隧道的最大開挖斷面積為420 m2的軟巖地層，是日本國內最大的地下洞室(見圖5)。

該廠在日本國內是僅次于島根縣鹿島鎮污水處理廠的第二大污水處理設施。隧道式污水處理廠是日本下水道事業團應用道路隧道施工法而進行開發的。由于這種施工法是把大部分處理設施都集中在隧道內，所以即使在平地面積較少的地區，也能夠確保處理廠正常的工作，該處理廠采用分流排放方式，排放地點為森戶河支流大南鄉河。該處理廠設計服務面積為610萬m2，服務人口26萬人，設計處理污水量2.47萬m3/d，處理廠占地面積為2.95萬m2，于1999年投入運行。該廠采用“活性污泥法+深度處理+消毒”的工藝路線，污泥處理采用濃縮脫水后外運。

二、地下空間工藝設計與節能減排技術亮點

2.1.1地下工藝設計的原因

由于芬蘭平原較少，而山地較多，所以該污水處理廠在選址時，為了少占用寶貴的土地資源，所以選擇建在地下。該污水處理廠的治理目標是實現現在和確保未來的高品質污水處理需求。

該地下污水處理廠位于巖洞內，地下占地面積約為14 hm2。該廠廠址高于海平面，出水經過巖石隧道，采用重力流排入大海，出水口位于水底20 m深處。這個設計還可防止海水倒灌入處理廠。挖掘工作從1988年初持續到1992年，所有處理設備均處于地下，水池等設施利用原有的巖石，混凝土只在需要的地方才采用。該廠利用產生的沼氣來發電和供熱，供本廠使用。

2.1.2技術亮點

該廠的工藝亮點是通過熱電聯產設備回收電能和熱能。該廠污泥厭氧消化產生的沼氣年產量為1 340萬Nm3，目前產生的電力可以滿足該廠電力需求的70％，2017年的目標是提高至80％(見表3)。目前，產生的熱量可以滿足污水處理廠自身需要。

2.1.3運行維護與未來規劃

根據2015年的統計數據顯示，該廠運行費用為1 180萬歐元，人工費用260萬歐元，外包服務費用370萬歐元，材料和設備維護費用440萬歐元，翻新投資費用380萬歐元，總計2 630萬歐元。

隨著赫爾辛基市的人口不斷增長，以及廢水產量和極端氣候現象的增加，全球變暖為污水處理廠帶來新的挑戰。另外，污水處理廠的現有處理能力逐漸難以滿足越來越嚴格的排放標準，該污水處理廠一直致力于研發與提標改造。此外，提高工廠的能源效率也是未來發展的一個重要目標。圖6為污水處理廠在屋頂加裝太陽能光伏板回收能量。

2.2挪威奧斯陸Bekkelaget污水處理廠

2.2.1地下設計的原因

該污水處理廠建于山洞中的原因是它緊靠奧斯陸峽灣，峽灣附近沒有足夠大的場地便于污水處理廠建于地上，并且峽灣邊是奧斯陸市民休閑娛樂的場所，所以該廠選擇建于山洞中。

2.2.2技術亮點

該廠的技術亮點是沼氣提純工藝，該項目投資成本為2 560萬元，包括加熱系統和污泥處理系統的重建，總成本為4 400萬元。

2008年，該污水處理廠建設了沼氣提純項目，目的是為了使奧斯陸市實現在20年內溫室氣體排放減少50%的目標。截止到2009年，沼氣產量可達370萬Nm3/年（甲烷含量為60%），相當于電量2 400萬kW·h或柴油220萬L。至2012年，奧斯陸市使用沼氣作為燃料的公共汽車已經有76輛，同時還有100～200輛重卡。

該污水處理廠的沼氣提純項目采用COOAB工藝。沼氣提純的第一步是通過活性炭吸附去除H2S，操作壓力2 bar；隨后通過裝有COOAB的升流式反應器吸附去除CO2，同時還有1個COOAB填料再生塔，不斷再生COOAB填料，補充到CO2吸附塔中。隨后沼氣在5～6 bar的操作壓力之下進行干燥，然后加壓裝入沼氣儲存罐，儲存罐壓力200 bar。隨后由卡車運往沼氣公司。提純后的沼氣中CH4含量理論上能提高到99%，實際在97%左右，水蒸氣含量小于32 mg/Nm3，氧氣含量小于1%，硫化物含量小于23 mg/Nm3。提純后每1 Nm3燃料氣中蘊含的能量相當于9.8 kW·h的電力，或相當于1.1 L的汽油。厭氧消化產生的沼氣中CH4含量為50%～65%，CO2含量為35%，H2S含量約為1%。

2.3荷蘭Dokhaven污水處理廠

2.3.1地下工藝設計

該污水處理廠選擇地下式的原因主要有：①此處建廠無需額外的泵站，僅靠重力輸送即可，無需對當時已有的下水管道系統作修改；②該地區屬于市中心，用地非常緊張，選擇地下式可以最大程度節約用地，同時將環境干擾（臭氣、噪音等）最小化。

該廠是埋于地下的矩形混凝土箱，長237 m，寬158 m，高8～9 m�？刂拼髽墙ㄓ诘孛嫔�，其他設備都建于地下，廠房頂部修建公園。污水處理廠走廊和中心地區由兩層組成，底下的一層主要是管道、泵架、風扇以及其他的設備，上面的一層主要是作為輸送走廊。

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