自主供电的污水处理设备

作者:Jürgen Klemmer 文章来源:德国Penzberg市Roche公司污水净化技术部门 发布时间:2013-11-25


Roche公司利用这一新的厌氧生物反应器从企业的生物污水中获取能源

德国Penzberg市生物技术中心在其污水净化处理设备中采用了高效的综合利用技术,通过生物沼气的生产发出电力和热能,生产出了超出自我需要的能源,充分挖掘了污水处理时的节能潜力。

从1978年开始,Roche公司就在德国Penzberg市负责ARA生物污水净化处理设备的运行,集中处理本厂所产生的所有污水,处理后的废水可直接排放到伊萨河的支流Loisach河中。工厂中这4条相互独立的污水渠道保证了按照污水流量的多少开启和使用,从而也能在能耗最少的情况下完成污水净化处理。雨水都被单独地收集、存储起来,因此无需随同工业污水一起净化(天然的雨水回收池)。ARA生物污水净化设备是专门处理生物技术领域污水的设备,这一设备能够在长年的运行过程中满足欧盟浴池废水技术规范(2006/7/EG技术规范)的要求。整个污水净化处理的过程都是在现代化在线分析系统的控制下完成的。

在2005~2009年期间,ARA生物污水净化处理设备被改造成了欧洲第一套采用膜生物反应技术结合前段高性能纯氧生物反应技术的现代化污水净化设备。在只有13000m2的污水净化设备场地上,可以处理相当于(115000人口当量)中等城市的污水了。因此,2009年时巴伐利亚州环境保护部部长就这一RAR生物污水净化处理设备向欧盟申请了“最佳工艺改进奖”。

在过去2年里,这一污水处理设备又在前段增加了一个厌氧反应池,以便对生物污水进行前期净化和生产生物沼气。这样,Roche公司扩展后的Penzberg市的工艺污水净化设备所生产出来的能源就超过了污水净化处理所需的能源了,实现了自给有余。

“生产能源的厌氧污水净化”项目有以下几个方面重点:

污水和污泥管理的改变:在污水处理中引入了水质的有机老化溶剂,因此也就省略了这种老化溶剂的排污处理;

建造了生产生物沼气的厌氧污水处理设备;

在高效废热利用的BHKW热电联产站中燃烧生物沼气发电和提供热能;

将多余的电力馈送到市电电网;

建造一个地区性的供热网络连接各个生产车间(也提供高效能的蒸汽)。

Penzberg生产厂中,每年因生物产品的生产会产生30000m3高浓度的污水。原来这些生物污水都是通过好氧生物净化技术进行处理的,因此好氧污水净化设备之后必须要有膜生物反应设备来净化废水。

而现在,它们却能够为其他专业企业有偿的解决大约3000m3水质有机老化剂的排污处理问题了。

在这一项目的框架内,首先要验证有机老化剂能够采用厌氧处理实现无害化,然后才能把这些含有有机老化剂的污水引进来进行净化处理。

经过可行性研究、试验设备的验证以及经济性分析之后,做出了建造厌氧污水处理设备的决定,并采用了容积480m3的高性能EGSB生物反应器。一期工程的设备能力为每天6500kg CSB,液体处理时间为4天,CSB化学需氧量降解值大于95%。ARA生物污水净化设备的碳降解能力也提高了50%。

每年,这一生物污水净化设备从污水中生产出甲烷含量为73%的生物沼气大约100万m3,输送到BHKW热电联产发电站发电。另外,这一新的污水净化流程工艺还节约了大量生产运行原材料和费用,如省略了纯氧的使用。

从生物沼气中生产出能源

在热电联产发电站中,甲烷的总燃烧功率达969kW,转换成电力的发电效率40%。电力能源(大约每年2700MWh)直接供污水净化设备使用,从而实现了生物污水净化的能源供应自给有余。多余的电力馈送到工厂的电网中。BHKW热电联产的余热(大约每年2800MWh)供应到附近的地区采暖网络中(VL/RL:90/70℃),为4个生产大楼供热,减少了它们的蒸汽和天然气需求量。

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