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城市污水淘金术

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提起冬季供暖,留在市民头脑中的第一印象可能就是轰隆作响的锅炉房、吐着烟圈的黑烟囱,还有那横摆竖放在屋里的暖气片。到了冬季,空气质量总比不上夏秋季,燃煤锅炉“功不可没”。能不能不烧煤、不用电照样用上暖气?这在几年前也许只是一种奢望,而如今,这已经变成了现实。

城市污水利用――新型供暖技术

新年以来的持续降温,使太原的室外温度骤然下降。而山西省实验中学新校区的教室内却温暖如春,墙上挂着的温度计清晰地显示室内温度23℃。“我们这儿取暖,既不烧煤、也不用气,更不用传统的空调,你能猜得到用什么吗?”高中部的李老师先卖了个关子,然后轻轻跺了跺脚,“就是从我们脚下流过的生活污水。我们这里采用了污水源热泵技术,不仅能够取暖,还能够制冷,被我们形象地称为‘地热空调’。”

其实,早在2008年,山西省实验中学新校区就在太原市率先采用水源热泵供热系统实现了区域供热,仅靠13眼井,就能满足近10万平方米的供暖所需。用此系统,每年可节约标准煤1833吨,减少二氧化碳排放4528吨,减少二氧化硫排放37吨,减少粉尘排放18吨。经济效益、环境效益和社会效益一举三得。

此外,据了解,哈尔滨地区、北京地区等也已在不同的范围内采用了原生污水源热泵供暖系统,均节能环保,运营费用低,深受大家欢迎。

其实,不光是水源热泵技术具有节能环保等优势,使用太阳能、污水热、土壤热等可再生能源来供热同样具有优势。再以国瑞苑污水源热泵示范项目为例。该项目所在地正好位于太原市平阳路城市污水主干涵经过路段,水温年平均在16℃~18℃,通过一根直径900mm的支管将污水引到热泵机房,可同时解决20万平方米建筑物的制冷供热问题,其运行费用为:冬季3.2元/月,平方米,夏季2.5元/月/平方米(以一期办公楼3.1万平方米的实测数据测算出的运行费用),均低于太原市现行的集中供热、供冷收费标准。

目前,太原市可再生能源在建筑中的应用面积已达到300多万平方米,以后每年将增加500万平方米,到2012年,太原市可再生能源供热可达到1508万平方米,超过目前集中供热面积的三分之一。如按每平方米一个采暖期需要燃烧35公斤标准煤计算,每个采暖期可以节约标准煤45万吨以上。这将从根本上解决太原市供热能力滞后、供热不安全等问题,适应城市经济社会可持续发展需要。

污水源热泵技术优势明显

污水源热泵具有热量输出稳定、coP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点,是实现污水资源化的有效途径。污水源热泵比燃煤锅炉环保,污染物的排放比空气源热泵减少40%以上,比电供热减少70%以上。它节省能源,比电锅炉加热节省23%以上的电能,比燃煤锅炉节省12%以上的燃料。

从设备投资方面看:在计增容费的情况下,污水热能利用系统最少。为地下水水源热泵系统的84.10%,为燃气+空冷空调系统的77.08%;在不计增容费的情况下,污水热能利用系统的设备投资为地下水水源热泵系统的81.32%,为燃气+空冷空调系统的227.08%。

从年运行费用上看:燃气+空冷空调系统的运行费用最高,AT水水源热泵系统次之,污水水源热泵系统为最低。3种供能方式的年运行成本以污水热能系统最低,仅为燃气+空冷空调系统的46.19%,为地下水水源热泵系统的72.50%。在投资有效期内(按20年考虑),综合比较3种方案的费用,污水水源热泵系统的总运行费用大约是地下水水源热泵系统的70%左右,是燃气+空冷空调系统运行费用的45%左右。由此可见,污水水源热泵系统比其他两方案更具经济性。总的来说,污水热能利用系统的经济性是十分显著的。

污水源热泵系统市场潜力巨大

污水源热泵系统是我国当前各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一种。其原理十分简单,通过中介水和污水专用的换热器从污水中换取热量,带有热量的中介水进^蒸发器后,热量被制冷剂吸收,中介水通过循环泵动力在蒸发器和换热器之间循环。

污水作为这类热泵系统冷热源的关键,在这里被定义为工业废水与生活污水的总和。虽然,污水在普通人看来是一种“利用意义不大的脏水”,但是在专家眼中,它却是一种“宝贝”、一种城市中非常难得的可再生性清洁能源。

据介绍,使用原生污水(市政干渠污水)与污水处理厂的二级出水作为冷热源时,有以下特点城市污水量占城市供水量的80%以上,数量可观:城市污水水温相对较高且随季节变化幅度较小,通常在10℃以内,具有冬暖夏凉的特性:温度全年浮动在10℃~25℃之间,适合暖通空调系统冬夏两用;供暖时水温较地下水温高3℃~5℃,制冷时较空气温度低10℃~15℃:城市污水热能分布与人口及城市工业化程度基本成正比,将城市污水作为一种新能源,在优化能源结构的同时,还能有效缓解能源缺乏及分布不均匀的问题;污水作为一种载热水体,其热容量大,相对空气源、土壤源而言,换热设备具有更高的传热系数,使得热泵系统运行效率提升;城市污水较空气源、地下水源、土壤源以及其他离建筑物较远的冷热源更具经济价值,体现为系统的初投资相对较低,即便与常规冷热源系统相比,初投资也要低很多。

如今,可持续发展已渐渐成为热门话题,环境因素作为可持续发展的三要素之一,自然引起了各方的密切关注。可持续发展意味着合理的维护和使用,意味着在发展计划和政策中纳入对环境的关注和考虑。正是由于这种观念逐步取得人们共识,污水源热泵系统得到了业内外的认可,并有了进一步向纵深发展的可能。