污水热泵技术在污水处理厂的应用

1、污水热泵技术在污水处理厂的应用摘要：XX县XX污水处理厂污水热泵工程引进北欧先进技术和设备，采用未经任何处 理的城市污水作为源水的水源热泵技术，将污水中具有的低位能源通过换热器及热泵机组转 换成高位能源进行供暖、制）令、供应生活热水。关键词：污水换热器热泵经济性、项目概况XX县XX污水处理厂坐落于美丽的潮白河畔，是XX县城唯一的污水集中处理点，每日 承担着XX县城近24000m3的污水的处理。污水水质稳定，常年温度在13oC-15oC.厂内有约 10000m2建筑（写字楼，厂房，车库等），利用未经处理的城市污水为热源供本厂的供暖及 部分制令（只有办公楼需要制令），并且还可供生活热水使用。它在制

2、热时以污水为热源， 而在制令时以污水为热汇。由于污水处理厂污水供应充足，提取和排放热量能够满足供暖制 令的需要。该项工程是XX县XX污水处理厂原燃煤锅炉房的改造工程。由于原燃煤锅炉每年造成一 定的大气污染，为适应北京市环境保护的需求，决定对这套供热系统进行改造，不再使用燃 煤，因此采用了既能供热，又能制令的污水源热泵系统。污水处理厂改造分为两部分，一部 分是办公楼的改造，另一部分是设备厂房的改造，办公楼内安装的是能够制令制热的风机盘 管，设备厂房内安装的是散热性能较好的钢串式暖气片。二、系统原理及设计冬季，污水温度约12-15C经过换热器换热后排出温度约为7-10C,系统提取污水中 的热量作为

3、水源热泵机组的低温热源，进入热泵机组蒸发器，热泵冷凝器出水作为供暖系统 循环水，供回水温度为50-45C。夏季，污水温度约为14-18C经过换热器换热后的排出温 度为19-23C，污水带走系统中的热量作为水源热泵机组制令时的冷却水，热泵蒸发器出水 作为供令系统循环水，供回水温度为7-12C。该热泵具有热回收功能，在冬夏季工况运行 的同时确保了生活热水的供应。用户侧供水通过分集水器分别供到每个单体楼。系统冬、夏 季工况的转换通过切换站房系统中的阀门来实现。三、项目重点及难点1.污水换热器利用未经处理的污水作为水源进行采暖制令，是水源热泵的一种方式，由于污水中悬浮 物、污垢沉淀物较多，而且污水的酸

4、碱度较大，极易对换热器产生腐蚀，结垢、堵塞等现象， 从而严重地影响传热效率。通过实验测试，城市原生污水动力粘度（15C ）较清水动力粘度 （15C, 1.14x10-6m2/s）;大40倍左右，即4.56x10 5m2/s。如此高的粘度、腐蚀性 和悬浮物对换热器的材质、表面粗糙度和内部结构设计都提出了很高的要求。根据对国内换 热器行业的考察，目前国内还很少有能够满足如此恶劣工作条件且价格适宜的换热器，因此 最终作为项目参与方的北欧相关专家组根据实地污水采样检测，经过长时间的研究，确定了 该污水换热器的材料，采用各种新型材料及表面处理技术，解决了防腐、堵塞和结垢等问题。 该换热器部件采购于芬兰、

5、瑞典、丹麦等国家，最终由马来西亚组装成型。项目运行三年以 来，换热器未出现任何腐蚀、堵塞和结垢的现象，基本能够满足污水热泵系统正常运行的需 要，证明这种换热器比较适合中国国内的污水水质现状。格栅污水在进入沉淀池前先经过一道粗格栅，以拦截污水中较大颗粒的漂浮物和悬浮物，拦 截的栅渣由人工清除。污水从沉淀池出来后再经过一道细格栅，以拦截污水中小颗粒的漂浮 物和悬浮物，拦截的栅渣每隔大约半个小时自动传输到垃圾池。经过两道格栅的过滤，污水 中的大小颗粒漂浮物和悬浮物已经基本拦截，而后再进入污水换热器，这样可以避免换热器 的堵塞。四、实测数据分析该水源热泵系统从2003年1月10日投入正常运行后，经历了

6、北京近年来最寒冷的冬天， 充分考验了污水源热泵机组的性能。机组冻夏季运转状况良好。为了更准确的分析污水源热泵的经济性，我们安排专职人员在设备运转现场连续记录了 两个多月，每隔两个小时记录一次数据，包括电表数、温度、压力等。五、项目优点环保污水源热泵是利用了污水原水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去 了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程，减少温室wiki气体/wikiCO2和其 它大气污染物的排放；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任 何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。节能污水热泵机组可利用的污水温度冬季为11-15C，污水温度比环境空wik

7、i气温/wiki 度高，是较好的低温热源；夏季污水温度为17-21C，污水温度比环境空气温度低，是较好 的散热体。这种温度特性使得污水热泵比传统空调系统运行效率要高20%。节资该系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一身。一套热泵系统可以替换原有的 供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，从而也增加了经济性。稳定污水的温度相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷 源，污水温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经 济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。自控程度高根据系统特点，我们选用四台压缩机的机组，系统根据负荷的波动，自动选择压缩机的 启停，提高系统运行效率；自动控制程度高，运行过程无需专人职守；管理相对容易，机组 维护费用低；使用寿命高达15年以上。六、结论1.污水一水源热泵恒温系统具有节水，节能，环保的特点，是利用城市污水 进行供暖，制冷的空调新形势，符合世界各国城市污水