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污水处理尾水排放水力发电先驱—美国圣迭戈市政

已有 10248 次阅读 2017-8-17 11:24 |系统分类:观点评述| 水务, 污水处理, 中水, 市政, 尾水

副标题:兼谈城市治水的能源绿色化自给的大趋势

美国加利福利亚州的名城San Diego(圣迭戈),虽临太平洋西海岸,但仍靠水缺水。值得点赞的是:市政水务部门不断探索,求解污水处理厂如何实现绿色能源自给的难题,在先期已经投运的厂内生物质+污泥沼气发电的基础上,又将目标锁定到从尾水出口开发水电的新项目,荣幸成为了世界上第一个从下水道获得水电的城市!

该市的Point Loma污水处理厂,服务于当地2百万市民,污水处理能力为每天91万吨,尾水出口与海平面落差27米。据此可逐步演算出:

尾水流量 = 910,000/24/3600 = 10.5 m^3/s,这滔滔小洪水相当于50多米宽的小河流量啊!

若不考虑水阻损耗以及发电效率,理论潜在水电容量 = 10000*流量*水头 = 2.7MW

该厂实际装机容量1.35MW,也即每小时生产电能1350度。设计草图如下:

SanDiego-wastewater-hydroplant.jpg


别小看你倒一盆洗澡水、我冲一次马桶、他泼一锅洗碗水等等小事,人口基数的量大积分效应是极其显著的,就看你善不善于利用其积分功效。人们不是常说全国人民各吐一口唾沫,攒到一池可以淹死坏人吗?就是这个道理的通俗比喻。

前不久,我写过一篇博文谈论城市下水道排水发电,引来读者吐嘈,说啥的都有:中国国情肯定行不通;发电效益还不够维护费的;水量太小;不利于雨水排放;市领导只对面子工程有兴趣;等等。

瞧瞧,人家美国鬼子不是雄赳赳迈出了下水道发电的第一步?

下水道绿色能源真的大有文章可做!

这不?该市污水厂早上线了生物质发电,流程图如下:

wastewater-treatment-plant-instruments-process-diagram-biogas.png

还上马了光伏发电项目:

San diego MOC III voltaic 2.jpg

San diego MOC III voltaic 3.jpg

中华民族素有敢为天下先的精神和勇气,我们的市政建设应奋起直追,解决了城市下水道这个良心工程,就可以给市民带来安全感、幸福感和自豪感!

北京市政的高瞻远瞩值得称道。1993年瑞典普拉克公司赢得了高碑店污水处理厂合同,这是世界上最大的众多污水处理厂之一。高碑店二期500,000吨/日污水处理厂污泥中温消化沼气项目,于1999年9月正式运行。我认为,北京水务仍然有其他形式的绿色能源有待开发。

高碑店污水处理厂鸟瞰图.jpg


市政水务部门,由于业务的特殊性,从来都是耗能大户,供电局对此“电老虎”头痛不已。每吨污水处理成本,依尾水质量控制标准而异,高标准对应高成本,其中能耗占较大比例。国外标准较严,处理成本约等于¥10/吨,中国可能远低于此价。

理论上,水务实现能源自给自足是可能的,关键要多管齐下抠能量,最好的结果或许有多余能量可供销售;实践上,极少数地方已率先实现自给目标。

聪明城市,或称智能城市的建设,是个社会化的大系统工程。有共生互旺关系的企业,应该比邻而建。拍板这些工程,需要高级决策者或其智囊,具有全局一盘棋的大智慧和超前意识。例如发电厂(煤电或核电或其它热电)和污水处理厂搭档就很好,一个耗水一个耗电,处理后的尾水或中水,可用来冷却热电汽轮机,发电用过的低品位乏蒸气,可以拿过来干燥污泥等。


参考信源:

1、WatewaterEnergy Efficiency Program https://www.sandiego.gov/mwwd/environment/energy

2、  城市良心—下水道不仅抗洪减灾,也是绿色能源!http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1069259.html




https://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1071484.html

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