城市表层土壤重金属污染分析.doc

城市污水热能资源化评估体系研究
哈尔滨工业大学张承虎,吴德珠,孙德兴
摘要:随着污水源热泵技术的日趋完善,越来越多的中大型污水源热泵系统工程正在拟建和筹建之中,其中一个不可避免的环节就是污水热能资源化评估。本文根据多年的应用研究和工程实践,总结了城市污水热泵资源化的评估体系,主要包括四大方面:其一是水资源评估,包括水温、水量,热能资源的供应能力、建筑热能的需求限量等;其二是经济效益评估,包括投资分析、运行费用分析、动态费用年值等;其三是大气污染物减排效益,包括CO2、SO2、NOx、烟尘减排等;其四是水体环境评估,包括水体环境影响的预报、水体环境热容量评价、水体环境热容量的修复等方面。该评估体系是一个有机整体,全面论证了污水热能资源化的可行性、影响因素和影响作用。
关键词:污水、热能资源化、评估、可行性
1 前言
项目前期的数据采集工作必不可少,不仅工程前期可行性研究及投资分析基于污水监测报告展开,而且污水数据的准确性和完备性将对工程的合理性与经济性带来巨大的影响。因此我们必须做好项目前期的污水水资源的数据采集与分析工作,以便我们能做出合理经济的工程规划与设计。对于污水各种特征参数的具体数据,我们可通过以下两种方式获得:
(1)直接采用污水处理厂的监测记录:当污水取水点离污水处理厂出水排放点距离较近时采用。较小的间隔距离,使得在污水排放点到污水取水点污水的延程表面蒸发,渗漏,及污水与大气、地表的换热可以忽略不计;直接采用污水处理厂的出水排放数据,不会有太大的误差且大大减小了数据采集的工作量。
(2)实地监测:大多数情况下,工程的实际取水点与污水处理厂的出水排放点存在较大的距离,沿程多种因素的影响使污水参数有较大的变化,这时我们就需要对污水进行实地的人工监测。
2 热能资源供应能力
污水流量
污水流量与设计利用温差一并决定了污水的冷热资源量,也就决定了污水源热泵系统的建设规模,因而需要对污水流量和温度进行实时监测。
根据实际测量参数设计数据表,并将实时测量数据填表记录,以便后期的数据整理与计算。最后根据测量数据绘制图表。
选定冬季最冷天、夏季最热天(或系统最高冷热负荷天)中,污水日总流量相对最少、波动最大的某天称为“最不利日”,分为冬季最不利日和夏季最不利日;其对应流量为“最不利流量”。其重要参数有:最低日总流量、日最低小时流量、日平均小时流量。
污水温度
污水水温决定着污水设计可利用温差的范围,在确定在整个系统方案设计时具有决定性作用。为了更好地完成对污水水资源的评估,我们应该尽可能多地掌握水资源温度资料,比如特征日的污水温度日变化曲线、日最高温度、日最低温度、日平均温度及最冷月、最热月的温度特征曲线等,污水热能资源评估一般采用日算术平均温度即可具有很高的精度。
污水冷热资源供应能力
污水所蕴含的冷热量实际上很大,但是我们所能提取并利用的部分是受限的,供热量受蒸发温度下限约束,供冷量受冷凝温度上限约束,蒸发温度和冷凝温度限制了污水的温升温降。如果是直接式污水源热泵系统,那么污水的温升温降将由下方程确定
(1)
式中:—污水温升或温降,℃;—污水日算术平均温度,℃;—蒸发温度,℃;—冷凝温度,℃;—蒸发器对数平均温差,℃;—冷凝器对数平均温差,℃。可见直接式系统,污水温升温降可表达为
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