水力被認爲(wéi / wèi)是(shì)一(yī / yì /yí)種可持續的(de)幹淨能源。但事實上(shàng)并非如此!埃及在(zài)建造 Assuan-水壩之(zhī)後,因爲(wéi / wèi)許多水在(zài)水庫内蒸發,遏制了(le/liǎo)尼羅河的(de)排水量。有機物質和(hé / huò)營養物質沉澱,下遊地(dì / de)區的(de)土壤不(bù)再富饒。爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)取代營養豐富的(de)尼羅河污泥,必須采用人(rén)工化肥,而(ér)生産化肥需要(yào / yāo)很多能源。許多專家擔心,中國(guó)的(de)長江三峽水壩也(yě)會産生類似問題。
因爲(wéi / wèi)發電機需要(yào / yāo)冷卻水,降低排水量和(hé / huò)水溫上(shàng)升回影響發電廠的(de)操作運行。
在(zài)美國(guó),約有 5 % 的(de)電流用于(yú)供水和(hé / huò)污水處理。将水從Colorado 運輸至 500 km 遠的(de) Los Angeles 大(dà)概需要(yào / yāo) 2,3 kWh/m³。
每人(rén)每天消耗的(de)食品大(dà)約需要(yào / yāo) 2 m³ 水,是(shì)每人(rén)每天直接耗水量的(de)十倍。許多食品和(hé / huò)棉花是(shì)在(zài)幹旱地(dì / de)區生産。大(dà)量的(de)“虛拟”水就(jiù)這(zhè)樣從幹旱地(dì / de)區出(chū)口世界各地(dì / de)。
如果将産電需要(yào / yāo)的(de)冷卻水一(yī / yì /yí)起算,則與配置燃燒發動機的(de)汽車相比較,電動汽車的(de)耗水量高達15 倍之(zhī)多。
采用從玉米生産的(de)乙醇作爲(wéi / wèi)汽車燃料時(shí),每開1公裏所消耗的(de)水量高可達150 升水。生産過程所消耗的(de)能量遠高于(yú)這(zhè)些乙醇本身所含的(de)能量。這(zhè)種生産方式會導緻食品價格的(de)不(bù)斷提高。
目前的(de)水經濟消耗大(dà)量能源。
如果需要(yào / yāo)将污水中微污染物質去除,則需要(yào / yāo)的(de)污水處理能耗将翻倍。
水 – 沖突問題我們能進行那些工作
我們可以(yǐ)降低水消耗量,停止從缺水地(dì / de)區進口“虛拟”水。
我們可以(yǐ)循環利用水資源,即污水再生處理和(hé / huò)利用,例如用于(yú)灌溉。
我們可以(yǐ)從污水和(hé / huò)市政污泥中抽提能源,再生利用其中含有的(de)營養物質和(hé / huò)有機碳物質。
我們可以(yǐ)停止浪費消除營養物質的(de)能量。采用富含營養物質的(de)污水進行農田灌溉,通過這(zhè)些自然肥料取代耗能生産的(de)化肥。
我們可以(yǐ)在(zài)污水産生地(dì / de)進行源分離。
我們可以(yǐ)使污水處理變得能源自給。
我們可以(yǐ)通過水經濟降低溫室氣體的(de)排放總量。
關于(yú)能源消耗和(hé / huò)能耗效率的(de)一(yī / yì /yí)些基本原則
經濟發展需要(yào / yāo)許多電和(hé / huò)水。能源經濟需要(yào / yāo)水,相反水經濟則需要(yào / yāo)電。因此,存在(zài)嚴重的(de)水電沖突。
給水、下水道(dào)管網和(hé / huò)污水處理需要(yào / yāo)電耗。污水處理廠的(de)電耗很高,應該設法降低。
在(zài)污水處理技術領域内,改善能耗效率的(de)策略應該從項目初步設計開始,然後在(zài)項目實施過程中進行細化。工作目标是(shì)綜合節能型的(de)能源經濟,挖掘利用水電生産和(hé / huò)回收利用的(de)潛力。
污水收集和(hé / huò)清理時(shí)的(de)能耗效率可在(zài)以(yǐ)下主要(yào / yāo)處理工段得到(dào)明顯改善
下水道(dào)系統、進水泵和(hé / huò)提水螺杆、機械性預處理、格栅、格篩和(hé / huò)栅/篩渣處理、沉砂和(hé / huò)沉砂處理、機械性處理、生物處理、膜生物反應器、後過濾。
污泥處理的(de)能耗效率
市政污泥的(de)處理隻消耗10 – 20% 的(de)電能,但污泥消化裝置消耗 80 - 90% 的(de)熱能。
在(zài)進行沼氣發電時(shí),會産生大(dà)量電能和(hé / huò)熱能,遠比污泥處理需要(yào / yāo)的(de)能耗要(yào / yāo)多。剩餘的(de)熱能可用于(yú)辦公樓供暖或者向污泥幹化裝置供熱。
此外,通過就(jiù)地(dì / de)污泥焚燒産生的(de)電和(hé / huò)熱能,用于(yú)污泥熱幹化處理。
可以(yǐ)對以(yǐ)下污泥處理工藝進行能量平衡分析,并進行優化
過濾、濃縮、穩定化和(hé / huò)消毒、粉碎和(hé / huò)勻化處理、脫水、幹化、焚燒。
節能措施
通過合适配套設施提高能耗效率
污水廠的(de)配套設施和(hé / huò)運轉對能耗的(de)影響也(yě)不(bù)能低估。
重要(yào / yāo)的(de)是(shì)在(zài)有效供電和(hé / huò)供熱的(de)同時(shí)盡可能地(dì / de)進行熱能回收利用。通過使用再生清理之(zhī)後的(de)污水可以(yǐ)節省新鮮自來(lái)水:暖通技術、測試, 控制和(hé / huò)調控、供電、熱能、再生能源、沼氣利用、污水熱能、污水再生利用、操作和(hé / huò)保養。