8项污水处理厂能量自给运行措施介绍

美国大芝加哥废水管理局（MWRD）成立于1889年，其职能就是保护当地的河流湖泊。目前下辖7座水再生处理厂（WRPs）和22座提升泵站，每年的电耗约6亿kWh，其制定的2023年目标就是通过一系列的节能行动并增加可再生能源开发利用，达到完全能量自给。

1 节能计划

1.1 建筑能源审计

MWRD专门雇了一家能源合同管理服务商，对所有的建筑能耗源进行分析审计，提出相应的节能措施或者采用新的节能产品更换老旧设备材料，比如采用升级的LED内饰照明及自控技术、蒸汽保温隔热材料或者更换锅炉设备等。根据估算，每年可以节约80万美元。

1.2 能源削减

MWRD下辖的污水厂和泵站用电对当地电网造成非常重要的影响。当电网经历高峰用电时，MWRD主动通过关停部分设施、将污水调蓄在截流管内来削减用电量，帮助当地电力公司应对用电负荷高峰，电力公司作为交换每年补偿约190万美元。

1.3 污泥干化替代

MWRD每年产生16.5万吨干污泥，并采用多种污泥管理，包括污泥林地回用、干化污泥用于公园或高尔夫球场或污泥造粒制造商业肥料。MWRD目前正在安装一套污泥堆肥设施（堆肥设施的能耗明显低于污泥干化），采用树皮或树木碎渣作为添加剂，通过高温堆肥制作A级污泥产品，预计2016年产生1万吨堆肥产品。

1.4 新技术新工艺

氨氮排放会导致水体水质恶化，传统通过充氧去除氨氮的工艺需要大量能耗。新的氨氮去除工艺比如“厌氧氨氧化”或“短程硝化”在去除氨氮的同时，耗氧量减少导致能耗降低。MWRD目前正在其下辖的Egan污水厂建设一套用于离心脱水上清液处理的ANITATMMox厌氧氨氧化工艺。该工艺是一种基于MBBR技术的单级脱氮工艺，适用于高氨氮浓度的污水处理，其氨氮去除率大于90%，总氮去除率达到75%~85%，同时无需外加碳源，与传统硝化反硝化脱氮工艺相比能耗较低。

Egan污水厂利用原有溶气气浮池改建为ANITATMMox工艺池，该污水厂处理Egan污水厂（规模为50MGD）和Kirie污水厂（规模为72MGD）两个厂的污泥。由于工艺限制，污泥离心脱水上清液需要排入污水管道输送至15英里外的O’Brien污水厂，这加剧了管网的臭气和腐蚀问题。采用ANITATMMox工艺就地处理上清液，可以节约输送的能耗。

MWRD还在研究将厌氧氨氧化技术用于污水处理主流程，如果研究成功，将完全改变污水脱氮进程，节约曝气能耗40%以上，约1.2亿kWh/年，相当于4500户家庭的年用电量。

另外，MWRD还与GE公司合作，研究该公司一项国际领先的创新技术——膜曝气生物膜反应器（MABR），又称ZeeLungTM。该技术采用一种特殊的膜产品，将氧气通过这种膜供给附着在膜表面的生物膜微生物，能有效提高原有曝气池的处理能力，无需增设反应池，同时该技术还能改善TSS、氨氮的去除效果（尤其是低温条件和高峰流量期间）。据估计，该技术可节约供氧能耗40%左右。

该试验装置目前用在O’Brien污水厂的侧流处理工程中，用于确定MABR技术相应的硝化速率、氧转移速率和充氧效率等技术参数，一旦通过长期试验证明效果后，该技术将可用于整个污水处理处理流程（250MGD规模，雨季流量450MGD），每年能够节约电量达到1500万kWh。

1.5 绿色屋顶安装

2014年，RacineAvenue泵站安装了一套33000平方英尺的屋顶系统，其中29300平方英尺是太阳光反射装置（反射指数为86），通过减少屋顶吸热而降低空调负荷；另外的3700平方英尺为绿色植物系统（包括8种不同植物种类），起到隔热、减少雨水径流、去除雨水污染负荷等效果。

2 可再生能源开发

2.1 水电开发

1907年，MWRD在芝加哥排水和航运渠道与DESPlaines河流交汇处新建了一座Lockport水电站，利用渠道排入河流近38英尺的水头落差进行水力发电，目前的装机容量为2台6MW发电机，每年发电量为4000万kWh，全部出售给当地电力公司。

2.2 联合消化和甲烷利用

MWRD下辖污水厂采用厌氧消化处理污泥，7座污水厂的污泥集中到4座污水厂处理，厌氧消化池共计46个。厌氧消化产生的沼气含60%以上的甲烷，可以用来通过沼气锅炉产生蒸汽或热水用于消化池或其他工艺加热。

为了扩大沼气产量，MWRD接纳工业或商业有机废弃物作为消化池进料进行联合消化。有机废弃物包括固态或液态的来自食品加工、酿酒、奶制品、生物柴油厂的高浓度有机废料，以及来自餐馆和炼油厂的废油脂。MWRD在Calumet污水厂建了一座有机废弃物接收站，接纳储罐运来的有机废液。该厂的12座厌氧消化池通过联合消化，沼气产量增加了75%。

MWRD还计划建设一座沼气处理站，将沼气进行提纯并压缩产生压缩天然气（CNG）供给车辆使用，从而减少汽油用量和温室气体排放。CNG销售收入和废弃有机物收集的处置费都可以补偿污水厂的运行费用。

MWRD目前还正在Stickney污水厂建设一套类似的联合消化系统。该厂的24个厌氧消化池将每天接纳100万加仑的来自当地餐馆和杂货店的食品废弃物，这类源头分类收集的有机物能将厌氧消化的沼气产量提高一倍，可以产生相当于每年2000万加仑汽油的CNG。

3 热能利用

2012年，MWRD开始在Egan污水厂尝试安装太阳能光伏屋顶的太阳能热水系统，用于预热锅炉补充水，污泥处理热水及其他需要热水的场合。同时在Kirie污水厂尝试了污水源热泵，将处理后出水的余热用于厂内综合楼的空调，能够节约综合楼空调用电的50%左右。

4 结论

MWRD一直致力于向能量自给的目标前进，为减少温室气体排放、推动周边社区和环境更清洁、更可持续发展做出贡献。

杂志简介

《中国给水排水》是面向全国给水排水和环境工程界的专业性科技期刊，具有较高的理论导向性和较强的工程实践性，被称为中国水行业的“首席杂志”、中文核心期刊、“中国百强科技期刊”中国精品科技期刊、中国科学引文数据库来源期刊（CSTP）。

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来源 ：广联达造价圈

管道施工图识读

1.设计规范要求，暖气支管不得小于DN20。

2.保温常规做法-给水：防结露保温，热水：保温，消防：不保温，冷冻水：连阀门都需保温，冷却水：按设计要求，未要求可以不作。一般吊顶里的管道均需保温。

给水：暗敷防结露保温；明敷穿越门厅、卧室和客厅过门处必须做防结露保温。

排水：暗敷做防结露保温；明敷公共厕所座便上反水弯必须做。

管井里除消防、喷洒管道管道外均做保温。

3.镀锌钢管连接方式：≤DN100丝接，>DN100可焊接（需防腐），可法兰焊接（需二次镀锌），少量可丝扣法兰连接。

4.管道外皮距墙距离为25-50mm。

5. 采暖干管接立管时，当立管直线管段<15m时，采用2个90。弯头，当直线管段>15m时采用3个90。弯头。

6.施工时，排水管宁高勿低，地漏宁低勿高。

7.标高规定：室内管道一般为管中，室外管道排水为管内底，给水为管顶。

8.暖气片中应与窗同轴。

9.闸阀：开关作用，阻力系数0.5；截止阀：调节开关作用，阻力系数19。

10.补偿器分为：自然补偿，方型胀力，弯头，波纹补偿器，套筒补偿器，球型胀力，角质胀力。

11.集气罐：干管末端，其管径为末端管道直径的4-6倍。膨胀水箱：稳压、排气、容纳膨胀水、信号作用。气压罐：稳压、排气。

膨胀水箱共五根管道：膨胀管、循环管、溢水管、排污管、信号管。

集气罐安装位置：管道接口距集气罐上端2/3，距下端1/3。

12.按照标准图集，掌握热媒入口情况。

13.PP-R管可以套用铝塑复合管或给水U-PVC管道定额。

14.（1）刚性防水套管：Ⅰ型防水套管，Ⅱ型防水套管，Ⅲ型防水套管

Ⅰ型防水套管适用于铸铁管和非金属管；Ⅱ型防水套管适用于钢管；Ⅲ型防水套管适用于钢管预埋，将翼环直接含在钢管上。

（2）柔性防水套管一般适用于管道穿过墙壁处受有振动或有严密防水要求的构筑物。

一般管道穿外墙的管道加防水套管。穿水池的管道采用柔性防水套管。

若室外水位高采用柔性防水套管，若室外水位低采用刚性防水套管。

15.一般水表管径比管道管径小一号。

16.给水支管上凡是接两个以上供水点，支管均加活接头和法兰。若支管接水表除外。

17. 规定：洗脸盆（洗菜盆）上边缘距地800mm.

水嘴距脸盆上边缘200mm.

拖布池水嘴距拖布池上边缘300mm

座便给水距地250mm

脸盆给水距地450mm

18.立管出地面时必须加阀门和活接头。

19.消火栓：

单栓 DN65 规范：栓口向外，不应安装在门轴侧

双栓 DN65或DN50 消火栓箱厚度≥240mm

栓口中心距地单栓+自救卷盘 1.1m

20.水表的安装：

住宅 ：阀门+水表

公共建筑 ：阀门+水表+阀门

室外 ：阀门+水表+阀门+泄水阀+减震等

21.清扫口：

接来两个及两个以上的卫生器具支管上应加清扫口，若有地漏可以不加。

立管检查口：最底层和最高层必须设置，每隔一至二层设置。

干管长度穿越几个房间每隔8-12m时应加清扫口或检查口。

22.立管变径必须采用大小头，支管可以采用补心，如接水表变径。

23.排水管道弯头三通的选用：

横管与立管应采用90度斜三通或四通

横管与横管应采用45度三通或四通

立管与排水干管（如出户管）应用2个45度弯头或半径大于4倍D的90度弯头

24.存水弯：P型——蹲便 S型——脸盆、小便斗

基础知识

一、给水工程

（一）室外给水系统的分类

1.以地面水为水源的给水系统

2.以地下水为水源的给水系统

（二）室外给水系统形式：直流给水系统、循环给水系统、循序给水系统

（三）室内给水系统分类：生活、生产、消防

（四）室内给水系统组成：引入管、水表、管路、给水附件、升压贮水设备、室内消防设备

（五）室内给水系统压力组成：H＝H1+H2+H3+H4

H1＝引入管与最不利环路、最不利点的标高差

H2＝沿程和局部阻力

H3＝水表阻力

H4＝出水水头（采暖循环泵只克服沿程和局部阻力，扬程35-40m）

（六）室内给水方式

1.简单给水方式

2.设置水箱给水方式

3.设置水泵给水方式

4.设置水池、水泵、水箱给水方式

5.分区给水方式

6.气压给水方式

7.变频给水方式

（七）室内给水系统管路图式：上分、中分、下分

（八）室内给水敷设方式：明装、安装（注：埋墙的镀锌钢管应做防腐）

二、排水工程

（一）污水及分类：生活、生产、雨雪水

（二）排水体制：合流、分流

（三）排水系统组成：室外、室内

三、供暖工程

（一）供暖系统分类

1.按使用热媒不同：热水、蒸汽、热风

2.按循环动力分：机械、自然

3.按供回水方式分：单管、双管

4.按供暖范围分：局部、集中、区域

（二）热水供暖系统的基本形式

1.上供下回双管

2.下供上回双管

3.垂直单管：顺序式、跨越式、可调节顺序式、倒流式

4.单一双管系统

5.水平单管系统

6.分区供暖

7同程、异程

（三）供暖系统主要设备

1.膨胀水箱：（循含泵吸入口）定压、排气、容纳膨胀水、信号作用

2.集气罐

3.伸缩器：（高层使用）波纹伸缩器、套筒伸缩器、自然胀力伸缩器

四、 通风与空调

（一）空调分类

1.按空气处理设备的设置分：

集中系统：空调机组直接供给各个房间

半集中系统：水冷机组—新风机组／风机盘管

全分散系统：水冷机组—风机盘管

2.按负担室内负荷所用的介质种类分：

全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统

3.根据集中式空调处理空气来源分：封闭式、直流式、混合式

4.根据分部分：

空调风系统、空调水系统、净化空调系统、制冷设备系统、水冷机组、冷却塔

（二）主要设备：空调机组、新风机组、风机盘管

（三）通风系统：

1.送排风系统：人防、地下室、车库（钢板、玻璃钢）

2.防排烟系统（钢板、玻璃钢、结构风道）

3.除尘系统

五、 锅炉分类及型号表示方法

（一）分类

1. 按用途分：工业、供暖、电站、机车

2. 按提供载热介质分：蒸汽、热水

3. 按结构分：火管、水管、水火管混合

4. 按燃料分：燃煤、燃油、燃气

5. 按燃烧方式分：手烧和机械

6. 按整装方式分：快装、组装、散装

（二）型号表示方法

规范

一、给排水及采暖

1.阀门安装前应作强度性试验，从一批中抽10％，若抽取 10％合格率为95％或99.9％均为不合格。

强度性试验压力＝公称压力*1.5；

严密性试验压力＝公称压力*1.1

2.安装在主干管的起切断作用的闭路阀门应逐个作强度性和严密性试验。

3.管道上的冲压弯头外径应＝弯道外径

普通冲压弯头 焊接钢管

无缝冲压弯头 无缝钢管

焊接钢管DN100 公称直径

无缝钢管 Φ100*4.5 外径*壁厚

螺旋焊管 D109*4.5 外径*壁厚

4.地下室或地下构筑物外墙有管道穿过时应采取防水措施，对于有严格要求的应作柔性防水套管。

刚性防水套管：一般设计未要求时采用；

柔性防水套管：设计要求部位、地下水位较高构筑物、水池；

5.管道穿越伸缩缝、沉降缝、抗震缝敷设时应采取下列措施：

加伸缩节：给水、喷洒加橡胶软接头；冷冻水加不锈钢软接头

6.支架位置正确，应埋设平整牢固：

（1）设备、附件应设吊架、支架、托架

（2）末端、弯头、三通

（3）按规范间距均分排布（注：喷洒末端应作防晃支架）

7.固定支架与管道接触应牢靠严密。

8.滑动支架、滑拖和滑槽应留有3-5m间隙。

9.无热伸缩的管道吊架吊杆应垂直安装，有热伸长管道吊架吊杆应向热膨胀方向反向偏向。

10.固定在建筑构筑物上的管道支吊架不影响结构安全。

11.采暖、给水、热水系统立管管卡的设置：

（1）楼层高度≤5m，每层必须装1个

（2）楼层高度>5m,每层不得少于2个

（3）管卡安装高度距地1.5-1.8m，2个管卡匀称

（4）多层建筑给水、排水管径大于25mm时立管可以不加支架，但排水立管最底层应加管墩。

（5）排水铸铁、给水镀锌钢管立管应把支架做成落地卡。

12.有伸缩管道应加套管,采暖、热水、冷冻、冷却、凝结水穿墙、楼板应加套管，给水、消防、喷洒、排水不必要加。

13.给水管道：镀锌钢管≤DN100螺纹连接，>DN100法兰或卡箍连接；

给水塑料管和复合管可以采用橡胶圈接口、粘接、热熔、专用管件与法兰；

给水铸铁管：水泥粘口或橡胶圈；

铜管：专用接头或焊接

螺栓拧紧后，突出螺母长度≤螺杆直径的1／2，螺纹连接应外露2-3扣。

14.给水立管和装有大于等于3个的配水点支管始端均应安装可拆卸的连接件（如活接头）但若有水表、法兰阀门均不需加。

15.冷热水：上热下冷，左热右冷。

16.防腐处理：埋地排水铸铁管：沥青防腐；埋地钢管（包括镀锌钢管）：三级防腐。

17.水箱溢水管和泄水管应设在排水附近但不得与排水管直接连接。

18.立式水泵减震不应采用弹簧减震器。

19.室内排水管材：U-PVC排水管、铸铁管、混凝土管、组成洗脸盆和饮用喷水器到共用水封之间和连接卫生器具排水短管处可用钢管。

带1个大便器的支管≥DN100，带1个大便槽的支管≥DN150，接3个以上卫生器具支管≥DN75

20.室内雨水管：给水铸铁管、给水塑料管、镀锌钢管、黑管（内防腐）

21.立管检查口每隔一层加一个，最底层和最高层带卫生器具必须加。

22.排水立管和主干管（如入户管）应作通球试验，球直径》排水管道直径的2/3。U-PVC排水立管应加伸缩节或三通（带伸缩节）和阻火圈（或防火套管）。伸缩节间距不大于4米。

23.连接2个或2个以上的大便器或3个或3个以上的卫生器具横管应设扫出口。（清通设备）

24.水平管与水平管道，水平管与立管应采用45度三通或45度四通，90度斜三通或90度斜四通。立管与排水管应采用2个45度弯头或曲率半径不小于4倍管径的90度弯头（TY三通）。

25.排水通气管高出屋面300mm,必须大于积雪厚度（非上人屋面）北京规定为600mm。

26.通向室外排水管穿墙或基础必须下反时，应采用45度弯头或三通，并应在垂直管段设扫出口。

27.室内热水分为：全循环、半循环、不循环。热水管道应尽量利用自然补偿热伸缩（弯头、方形胀力）

28.水管道应进行冲洗，罐体不作水压试验只做灌水试验。热水供回水、集水缸、分水缸、热水箱等均应作保温。敞口水箱应作满水试验，密闭水箱应作水压试验。

29.卫生器具安装应采用预埋螺栓或膨胀螺栓固定。卫生器具应作满水试验和通水试验。

给水管道距地高度：洗脸盆450mm,座便器250mm,浴盆670mm,淋浴器1150mm,蹲便器（手动自闭式）600mm,立式小便器1130mm,挂式小便器1050mm

30.室内采暖钢管：焊接钢管《DN32螺纹连接，>DN32焊接

31.管道坡度：汽水同向热水管道、蒸汽管道和凝结水管道坡度千分之三，不得小于千分之二。汽水逆向流动，热水管道、蒸汽管道坡度大于等于千分之五。散热器支管坡度等于1％，坡向应利于排水和泄水。

32.平衡阀和调节阀（系统主干管）都具有方向，具有压力区间。

33.方型补偿器应有整根无缝钢管煨制。

34.散热器支管长度>1.5m时应安装管卡。

35.上供下回系统的热水干管变径应顶平偏心连接，蒸汽干管变径应底平偏心连接。

36.高温水（110-130度）加法兰或法兰阀门。

37.非高温水吊顶里的管道最好不用活接头，而用法兰阀门或丝扣阀门加一对法兰。

38.散热器带足片，14片以下2个腿，14片以上3个腿。20片以上拉条。

39.过滤器：水泵入口处加，较小。

40.除污器，采暖系统整个楼、换热站、锅炉房回水管家除污器，较大。

除污器一般须加旁通管。主要清通、易坏设备均应加旁通附件。

二、通风空调

1.工程中所选用的外购风管，还必须提供相应的产品合格证明文件或进行强度和严密性的验证。

2.通风管道规格的验收，风管以外径或外边长为准，风道以内径或内边长为准，非规则椭圆形风管参照矩形风管，并以长径平面边长及短径尺寸为准。

3.镀锌钢板及各类含有复合保护层的钢板，应采用咬口连接或铆接，不得采用影响其保护层防腐性能的焊接连接方法。

4.风管的密封应以板材连接的密封为主，可采用密封胶嵌缝和其他方法密封。密封胶性能应符合使用环境的要求，密封面宜设在风管的正压侧。

5.风管材质：普通钢板、镀锌钢板、不锈钢板、硬聚氯乙稀、有机玻璃钢、无机玻璃钢（相应的玻璃布层数不少于规范规定，其表面不得出现反卤或严重泛霜）

6.防火风管的本体、框架及固定材料、密封材料必须为不燃材料，其耐火等级应符合设计的规定。

7.复合材料风管的覆面材料必须为不燃材料。

定额

一、排水、采暖定额

二、通风、空调定额

（内容来源于网络）

住房和城乡建设部

主办单位：

北京工业大学

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8：20—8：40

8：40—9：05

9：05—9：30

9：50—10：15

29.题目：城市污水包埋菌脱氮技术研究

报告人 ：北京工业大学 李军 教授 /博导

10：15—10：35

30.题目：污水处理厂提标改造的GBR工艺

31.题目：高效潜污泵及其系统在提标改造中的应用

报告人：泽尼特泵业(苏州)有限公司 陈剑皓 销售经理

32.题目：水与空气，无油螺杆鼓风机在污水处理中的应用

33.题目：:超微孔曝气器实用案例中的性能分析

34.题目：南方地区污水处理厂提标改造技术及案例分析

13：25—13：55

35.题目: A2/O不宜作为污水处理升级改造工艺

36.题目：探索未来污水厂“绿色、生态、可循环”技术之路

报告人：江苏绿尚环保科技有限公司 黄超 技术总监

37.题目: 类Ⅳ类污水处理厂提标改造的技术应用

38.题目:污水厂原址扩容提标实例——李村河污水厂MBBR工艺总结

39.题目：污水处理厂提标改造应用实例

40.题目: 两级生物滤池组合超滤膜工艺用于市政污水一级A+提标改造工程初探

41.题目：分散式BAF污水处理站改造的几点思考

42. 题目：提标改造设计运行的实践和思考

16：45—17：10

43.题目：青岛市污水处理概况及提标面临问题与建议

44.题目：七格污水处理厂提标改造实践

45.题目：类四类水质标准下的技术对策

46.题目 : 污水污泥厂臭气密闭收集处理工艺

47.题目：关于污水处理厂提标改造的几个问题与建议

抽奖

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会务费：

住宿：

同时对改造和新建工程进行了能耗追踪，一期和二期吨水电耗从改造前的；降至；三期新建工程吨水电耗为，出水标准提高而能耗降低，主要源于采用微动力混合池型，取消推流器，降低推流器电耗；同时，悬浮填料填充率增加，大幅提高氧利用率，降低曝气能耗。