厌氧水解活性污泥法的生命周期能耗分析

　　3.3拆除阶段能耗

　　本阶段的能源消耗主要与进行拆除作业的机器设备有关，主要包括①拆除作业能耗②复土、填充材料运输能耗两部分。根据有关文献，拆除能耗按建设能耗的90%计算；复土、填充材料运输能耗则按照施工面积、复土填充平均深度（1.5m）、复土填充材料平均比重（2.0）和平均运输里程（2.0km）进行计算。

　　3.4生命周期能耗

　　厌氧水解法和对照工艺LC各个阶段的能耗构成清单见表6。
表6两种工艺LC能耗清单
序号名称普通法厌氧法序号名称普通法厌氧法
1建材生产1.741.659运行阶段 B24.8820.16
2建设施工0.510.4810复土运输0.010.01
3材料运输0.100.0911拆除施工 0.450.42
4建设阶段2.352.2212拆除阶段0.460.43
5处理运行A13.0210.9213LC能耗 A19.9217.13
6处理运行B20.7916.6014LC能耗B27.6922.81
7运行材料 4.093.5615相对比例A100%86.0
8运行阶段A17.1114.4816相对比例B100%82.4
*本表中 A采用微孔曝气，B采用穿孔管曝气。

　　4 LC能耗分析

　　4.1LC能耗的相对比较

　　厌氧水解法的生命周期能耗由原材料开采加工、污水厂建设施工、处理运行和废弃拆除等阶段的能耗组成，其中处理运行能耗占63.8%～72.8%，材料能耗22.8%～30.4%。从两种对照工艺LC能耗的相对比较可以看出，厌氧水解法的各单项能耗和LC能耗均低于普通活性污泥法，在微孔曝气条件下可节能14.0%，在穿孔管曝气条件下可节能17.6%。普通活性污泥法工艺耗能最主要的环节是运行能耗，约占该工艺LC能耗的65%～75%，而厌氧水解法的运行能耗仅为普通活性污泥法的 80%～84%。

　　4.2不同曝气方式的LC耗能分析

　　厌氧水解法工艺采用不同曝气方式的LC能耗的比较见表6。采用微孔曝气可比采用穿孔管曝气节省LC能耗24.9%。

　　4.4比能耗分析

　　处理系统的比能耗指其单位能耗BOD5降解量。污水处理过程中进水BOD5总量经处理后部分被降解，部分随尾水排放，部分以污泥的形式排出。因此，污水处理过程中实际被降解的BOD5数量应为进水BOD5总量减去尾水和污泥排放的BOD5数量。从表7可看出，厌氧水解法进水BOD5经处理后31.4%转化为污泥，7.5%随尾水释放环境，实现降解的高达61.1%。与普通活性污泥法相比，厌氧水解法实际降解量高出44.6%，主要体现在污泥BOD5的降解。一方面由于LC能耗较低，另一方面由于处理过程中实际降解量大幅度提高，厌氧水解法的比能耗为0.39～0.52kgBOD5/度，比普通活性污泥法大幅度提高67.7%～77.7%。

　　表7比能耗的比较/(kgBOD5kW-1h-1）

　　序号项目普通法A普通法B厌氧法A厌氧法B
1进水BOD5量 /106kg14.614.614.614.6
2尾水BOD5量/106kg1.461.461.101.10
3污泥 BOD5量/106kg6.976.974.584.58
4BOD5降解量/106kg6.176.178.928.92
5LC能耗/106kW.h19.9227.6917.1322.81
6比能耗0.310.220.520.39

　　4.5节能措施完善化分析

　　从LCA评估结果看，厌氧水解法由于其LC能耗较低、大幅度减少了污泥排放量、提高出水水质等工艺特点，在能效水平上具有明显的优势。要进一步提高该工艺的能效，首先应进一步提高厌氧水解的处理效果，因为这样可收到节约能耗和减少排泥量的双重效果，对提高能效的贡献率是最至关重要的，并且实际上提高厌氧水解处理效果的有关研究已见报道。其他节能措施包括根据活性污泥法的工艺特点采用能效高的曝气设备，对污水提升系统、曝气系统和药剂投配系统进行计算机自动控制等。通过计算机优化控制污水提升泵的开启和关闭，并使提升泵处于最佳工作效率。曝气系统是厌氧水解法能耗最多的处理单元，实行良好的运行控制对节约能耗尤为重要。采用计算机回路控制可在绝大多数时间内将曝气池的DO保持在2mg/L左右，从而提高了氧利用率，可减少能耗 20%～30%左右。此外，污水处理的药剂也是一笔相当可观的间接能源费用，通过计算机回路控制可最大程度地减少药剂耗用量。

　　5结语

　　（1）厌氧水解法的生命周期能耗由原材料开采加工、污水厂建设施工、处理运行和废弃拆除等阶段的能耗组成，其中处理运行能耗占63.8～72.8%，材料能耗占30.4%～22.8%。
（2）在微孔曝气条件下可比普通活性污泥法节约LC能耗14.0%，在穿孔管曝气条件下可节约LC能耗 17.6%。
（3）厌氧水解法采用微孔曝气可比采用穿孔管曝气节省LC能耗24.9%。
（4）由于大幅度提高了污泥降解量、 LC能耗较低和出水水质较好的原因，厌氧水解法的比能耗为0.39～0.52kgBOD5/kW.h，比普通活性污泥法大幅度提高 67.7%～77.7%。
（5）进一步提高厌氧水解池的污水和污泥处理效能和优化运行控制已成为提高其LC能效的重要途径。

　　参考文献

　　1.上海市建设工程定额管理总站.上海市市政工程工程估算指标.同济大学出版社，上海，1999，649～652，853.
2.W.F.OWEN.污水处理能耗和能效.能源出版社，北京，1989，12.23～24，113～114.
3.刘江龙.环境材料导论.冶金工业出版社，北京，1999，7，2，16.
4.王凯军.低浓度污水厌氧水解处理工艺.中国环境科学出版社，北京，1991，2.118-120