城市污水处理工艺的能耗评价体系研究

【摘要】： 建设城市污水处理厂是解决城市水污染问题的重要途径,然而污水处理厂的建设费用和运行费用昂贵,能源消耗很大,在一定程度上制约了污水处理事业的发展,因此关于城市污水处理厂能耗分析及其评价体系的研究成为热点,但是目前还缺乏统一的针对城市污水处理厂能耗的评价方法。本文针对在我国应用较多的氧化沟工艺污水处理厂和A2／O工艺污水处理厂在实际运行时的能耗状况进行了调查计算,运用层次分析法建立了城市污水处理厂的能耗评价体系,将能耗调查结果与能耗评价体系的计算结果进行了对比,并针对污水处理厂能耗发生的重点环节提出了相应的节能途径。主要成果如下： 通过现场调查和计算,发现所调查的城市污水处理厂的能耗构成为：预处理的能耗约占总能耗的28%,生物处理的能耗约占总能耗的60%,污泥处理的能耗约占总能耗的12%左右,其中曝气设备的电耗约占污水处理厂总电耗的50%。 运用层次分析法对影响污水处理厂能耗的因素的权重进行了定性与定量分析和计算,建立了污水处理厂能耗评价表达式,其中：T为城市污水处理厂总能耗、C1为实际污水处理量指数、C2为实际污泥处理量指数、C3为处理能力利用率指数、C4为处理构筑物占地指数、C5为工艺稳定性指数、C6为污水处理系统高程布置指数、C7为设备实际利用率指数、C8为处理设备能量转化效率指数、C9为主要污染物去除率指数、C10为N和P等营养物去除率指数、C11为污水处理达标率指数。 T=0.0784*C1+0.0280*C2+0.1708*C3+0.0256*C4+0.3008*C5+0.1600*C6+0.0576*C7+0.0896*C8+0.0504*C9+0.0208*C10+0.0088*C11 采用本文建立的能耗评价表达式对所调查的两座污水厂(氧化沟工艺、A2／O和中负荷工艺)进行了能耗评价分析与计算,结果表明采用氧化沟工艺污水处理厂的总能耗低于A2／O和中负荷工艺的污水处理厂,同实际调查情况相吻合,说明本文所建立的能耗评价体系能够较为准确的判断出城市污水处理厂的能耗状况,对指导城市污水处理厂的工艺设计和运行管理具有一定的参考价值。 从实际调查结果和理论评价结果看,城市污水处理厂的能耗发生重点在污水处理能力利用率、工艺系统稳定性、污水处理厂高程布置三方面,这三部分在能耗评价体系中所占权重最大,是污水处理厂在设计中和运行时应该注意的重点。 【关键词】：城市污水处理厂 能耗评价 层次分析法
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 城市污水处理状况9-12
• 1.1.1 国外城市污水处理状况9-10
• 1.1.2 我国城市污水处理发展10-12
• 1.2 课题研究目的及内容12-14
• 1.2.1 研究的目的12-13
• 1.2.2 研究的内容13
• 1.2.3 课题来源13-14
• 2 污水处理能耗的研究现状14-26
• 2.1 污水处理能耗的构成14-15
• 2.2 污水处理能耗分析15-20
• 2.2.1 国外污水处理能耗研究状况16-19
• 2.2.2 国内污水处理能耗研究状况19-20
• 2.3 评价方法概述20-26
• 2.3.1 层次分析法21-24
• 2.3.2 生命周期评价24-26
• 3 城市污水处理厂能耗调查分析26-48
• 3.1 污水处理构筑物分析26-28
• 3.1.1 预处理段26-27
• 3.1.2 生物处理段27
• 3.1.3 污泥处理段27-28
• 3.2 能耗调查及分析方法28-29
• 3.3 中负荷与A~2/O 工艺污水处理厂能耗计算29-40
• 3.3.1 中负荷与A~2/O工艺污水处理厂概况29-31
• 3.3.2 能耗分析计算31-40
• 3.4 氧化沟工艺污水处理厂能耗计算40-46
• 3.4.1 氧化沟工艺污水处理厂概况40-41
• 3.4.2 能耗分析计算41-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 城市污水处理厂能耗评价48-62
• 4.1 能耗影响因素分析48-53
• 4.1.1 污水处理量的影响48-49
• 4.1.2 污泥处理量的影响49
• 4.1.3 处理能力利用率的影响49
• 4.1.4 污水处理厂占地面积影响49-50
• 4.1.5 污水处理工艺选择影响50
• 4.1.6 污水厂高程布置的影响50-51
• 4.1.7 实际设备利用率的影响51
• 4.1.8 处理设备能量转化效率的影响51
• 4.1.9 污染物去除率的影响51-52
• 4.1.10 进水水质和污水处理达标率的影响52-53
• 4.2 污水处理厂能耗评价体系的建立53
• 4.3 判断矩阵的构造53-54
• 4.4 能耗评价体系一致性检验54-58
• 4.4.1 T-P矩阵一致性检验54-55
• 4.4.2 P_1-C_1-C_3矩阵一致性检验55-56
• 4.4.3 P_2-C_4-C_8矩阵一致性检验56-57
• 4.4.4 P_3-C_9-C_(11)矩阵一致性检验57
• 4.4.5 C层对T层总目标层的权重57-58
• 4.5 污水处理厂能耗状况对比58-60
• 4.6 本章小结60-62
• 5 污水处理厂节能途径探讨62-65
• 5.1 污水提升系统的节能62-63
• 5.2 曝气系统的节能63-64
• 5.3 污泥处理的节能途径64-65
• 6 结论和建议65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-68

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