水處理節(jié)能和新能源的應用

前言

陸煜康先生一生從事給水排水專業(yè)技術(shù)信息工作，積累了大量技術(shù)信息工作經(jīng)驗，退休以后仍然壯心不已，繼續(xù)關(guān)心和研究相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和資料積累工作。唐鋰同志則是工作在給水排水設計第一線的技術(shù)骨干，年富力強，具有豐富的實際工作經(jīng)驗。他們根據(jù)我國實際需要，緊緊圍繞我國發(fā)展經(jīng)濟的戰(zhàn)略方針——節(jié)能、減排、降耗、低碳、開發(fā)應用新能源、實現(xiàn)資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展問題，收集、整理了大量國內(nèi)外相關(guān)實用技術(shù)資料，在此基礎上結(jié)合自己的經(jīng)驗編輯成本書——《水處理節(jié)能和新能源的應用》。給水和污水的提升、輸配、處理、無害化、資源化和再利用的各個環(huán)節(jié)，都要消耗一定量的、各種形式的能源，因而成為城市基礎設施中的耗能大戶之一，構(gòu)成水處理成本的主要部分。所以水處理工程長期穩(wěn)定運行，成為城市發(fā)展的經(jīng)濟負擔和重要制約因素，也是我國目前城市污水處理率還比較低、環(huán)境污染壓力還比較大、能源供應還比較緊張、水質(zhì)污染和供水安全故障時有發(fā)生的重要因素。要解決這些矛盾，除了加強立法、完善技術(shù)管理和加大經(jīng)濟投入以外，還迫切需要低能耗和生態(tài)環(huán)保型的水處理技術(shù)、提升輸配技術(shù)、再生利用技術(shù)和新能源應用技術(shù)。本書針對這種需要，對水處理的各工藝環(huán)節(jié)、主要設備及其控制方法的能源消耗做了詳盡、具體分析，講述了提高能效、節(jié)約能源、再生利用的具體方式、方法和技術(shù)參數(shù)，同時對污水、污泥處理的無害化、生態(tài)化、資源化、零排放和各種新能源的開發(fā)應用進行了介紹。書中還列舉了很多國內(nèi)外工程實例供讀者參考。本書給讀者提供了較全面、具體、翔實、實用的水處理節(jié)能和新能源應用技術(shù)方面的參考資料。該書的及時出版發(fā)行，適應了我國的現(xiàn)實需要和廣大水處理技術(shù)管理、設計、運行、教學等崗位工作者的迫切要求。

內(nèi)容概要

水處理節(jié)能和新能源的應用陸煜康唐鋰編本書主要探討水處理全程節(jié)能的可能性，找出節(jié)能的關(guān)鍵，介紹當前適用于水處理的節(jié)能技術(shù)，簡述其原理和使用方法。內(nèi)容主要包括：水處理工藝節(jié)能、電機拖動設備與節(jié)能、變頻調(diào)速在水處理中的應用、廢物利用和能源、水處理節(jié)能新技術(shù)和新工藝、水處理廠可開發(fā)應用的新能源。     本書可供水處理領域的研究人員、技術(shù)人員、管理人員閱讀使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

第一章　水處理工藝節(jié)　能 　第一節(jié)　給水處理工藝的能耗和能效 　　一、給水處理工藝中的電耗 　　二、生產(chǎn)過程的電耗 　　三、給水處理主要節(jié)　能方法 　　四、給水處理節(jié)　能措施 　　五、供水系統(tǒng)的節(jié)　能 　　六、供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)　方式與節(jié)　能選擇 　　七、預處理和常規(guī)處理節(jié)　能 　第二節(jié)　污水處理工藝的能耗和能效 　　一、污水處理廠的節(jié)　能途徑 　　二、鼓風機降耗 　　三、空壓機流量和工作壓力的確定 　　四、工業(yè)廢水處理節(jié)　能技術(shù) 第二章　電機拖動設備與節(jié)　能 　第一節(jié)　水處理中主要設備的耗能 　　一、電動機負載功率 　　二、電機節(jié)　能 　第二節(jié)　電動機的節(jié)　能方法 　　一、異步電動機同步運行改造 　　二、改變定子繞組的形式 　　三、重繞定子繞組 　　四、改變電動機的極數(shù) 　　五、使用節(jié)　能材料 　　六、使用電動機節(jié)　電風扇風罩 　第三節(jié)　變頻調(diào)速技術(shù) 　　一、變頻調(diào)速節(jié)　電 　　二、變頻控制方式 　第四節(jié)　電機拖動設備的節(jié)　能 　　一、水泵節(jié)　能 　　二、泵站節(jié)　能 　　三、空壓機節(jié)　能 　　四、閥門節(jié)　能 　第五節(jié)　熱泵節(jié)　能 　　一、熱泵的原理 　　二、水源熱泵技術(shù)的應用 第三章　變頻調(diào)速在水處理中的應用 　第一節(jié)　變頻調(diào)速在供水中的應用 　　一、取水泵變頻控制 　　二、變頻恒壓供水 　　三、控制系統(tǒng)的組成 　　四、城市供水變頻調(diào)速系統(tǒng) 　　五、變頻調(diào)速水位控制 　　六、水位閉環(huán)控制 　　七、定時供水控制 　　八、循環(huán)水控制 　　九、小區(qū)變頻恒壓供水 　　十、深水井變頻供水 　　十一、變頻調(diào)速供水電控裝置 　　十二、水塔與水池循環(huán)用水控制 　　十三、消防給水的變頻調(diào)速 　　十四、冷卻水系統(tǒng)變頻調(diào)速 　　十五、加藥攪拌機變頻控制 　　十六、濾池反沖洗變頻 　　十七、工業(yè)鍋爐給水的變頻器控制 　　十八、變頻供水實例 　第二節(jié)　污水處理變頻控制 　　一、污水處理變頻控制 　　二、排水泵變頻 　　三、空氣壓縮機變頻控制 　　四、風機變頻調(diào)速要點 　　五、恒壓供氣控制 　　六、空氣壓縮機的選擇 　　七、風機選型的依據(jù) 　　八、風機的維護 　　九、排泥行車變頻控制 　　十、橋式吊車變頻控制 　　十一、其他工藝變頻控制 　　十二、變頻控制實例 　第三節(jié)　管路系統(tǒng)節(jié)　能 　　一、管網(wǎng)特性曲線 　　二、管道壓力降 　　三、降低管道漏耗 　　四、提高管路效率的途徑 　　五、管道檢測技術(shù) 　　六、管道物探技術(shù)的應用實例 第四章　廢物利用和能源 　第一節(jié)　污泥沼氣發(fā)電和利用 　　一、污泥沼氣的制備 　　二、沼氣發(fā)電系統(tǒng) 　　三、混合消化氣發(fā)電技術(shù) 　　四、污水處理小型發(fā)電 　　五、工業(yè)污水沼氣發(fā)電 　　六、日本污泥氣的利用 　　七、沼氣發(fā)電余熱的利用 　　八、太陽能沼氣 　第二節(jié)　垃圾焚燒能源的回收利用 　　一、城市垃圾焚燒發(fā)電 　　二、污泥油化 　　三、污泥炭化 　　四、煙道氣余熱的利用 　第三節(jié)　廢棄物能源應用實例 　　一、污泥處理及能源利用實例 　　二、山形縣凈化中心污泥消化氣發(fā)電 　　三、海南生物質(zhì)氣化發(fā)電廠 　　四、利用污水排放落差發(fā)電 　　五、生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料 　　六、工業(yè)廢水回收利用實例 第五章　水處理節(jié)　能新技術(shù)新工藝集景 　第一節(jié)　節(jié)　能和工藝優(yōu)化的活性污泥法 　　一、AB工藝 　　二、A/O工藝與節(jié)　能 　　三、A/O工藝 　　四、OAO工藝 　　五、序批式間歇活性污泥法及其衍變 　　六、BMS處理系統(tǒng) 　　七、SPR污水處理技術(shù) 　　八、SAS工藝 　第二節(jié)　節(jié)　能型曝氣法及其衍變 　　一、氧化溝及其改進 　　二、CLR工藝 　　三、EWP高效污水凈化器 　　四、S?BF新型高效接觸氧化工藝 　　五、WT?FG生物法 　　六、VT?VD深井曝氣技術(shù) 　　七、BIOSTYR處理技術(shù) 　　八、HCR高效好氧生物處理技術(shù) 　　九、百樂克工藝 　第三節(jié)　污水厭氧處理新技術(shù) 　　一、厭氧接觸（AC）工藝 　　二、厭氧流化床（AFB） 　　三、內(nèi)循環(huán)反應器（IC） 　　四、厭氧折流板反應器（ABR） 　　五、厭氧膜生物反應器（AMBR） 　　六、Bardenpho工藝 　　七、Phostrip生物除磷工藝 　　八、Barth脫氮工藝 　　九、Dephanox工藝 　　十、厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝 　　十一、短程硝化?反硝化（SHARON）工藝 　　十二、生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮（CANON）工藝 　　十三、OLAND工藝 　　十四、SND工藝 　　十五、升流式厭氧污泥床反應器（UASB） 　　十六、UCT工藝 　　十七、VIP工藝 　　十八、膨脹顆粒污泥床（EGSB） 　第四節(jié)　幾種組合工藝 　　一、BAF+常規(guī)處理+UF組合工藝 　　二、UASB+CASS組合工藝 　　三、DAT?IAT工藝 　　四、PAC?SBR組合工藝 　　五、GSH組合式高效生物法 　　六、UASB+TF（滴濾床）組合工藝 　　七、BSBR（膜+SBR）工藝 　　八、SHARON?ANAMMOX組合工藝 　　九、UASB+AF組合工藝 　　十、UASB+SBR厭氧反應器 第六章　水處理廠可開發(fā)應用的新能源 　第一節(jié)　太陽能發(fā)電方法和應用 　　一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 　　二、太陽能熱發(fā)電的方法 　　三、色素敏化太陽能電池的應用 　第二節(jié)　太陽能在水處理廠中的應用 　　一、利用有利條件發(fā)電的方法 　　二、太陽能在水處理設備中的應用 　　三、路燈照明節(jié)　能 　　四、太陽能應用實例 　第三節(jié)　太陽能熱泵在水處理中的應用 　　一、太陽能熱泵的基本原理和特點 　　二、太陽能熱泵污泥干化技術(shù) 　　三、高效節(jié)　能的雙熱源熱泵 　第四節(jié)　風能在水處理中的應用 　　一、國內(nèi)各地區(qū)風力資源 　　二、風機和風力發(fā)電 　　三、風能在污水處理工藝中的應用 　第五節(jié)　近海水處理廠海洋能的應用 　　一、海洋能發(fā)電的應用 　　二、利用海洋的風?光發(fā)電 　　三、海流和鹽位差發(fā)電 名詞和縮寫 附錄 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：多臺泵控制時，當變頻器控制的電機全速而水壓低于設定值時，指示調(diào)節(jié)儀發(fā)出信號，可編程序控制器自動啟動第2臺水泵、第3臺水泵……直至達到水壓設定值，再由變頻器調(diào)節(jié)保持恒壓供水。當用水量下降，逐步向用水低峰過渡時，水壓超過設定值，靠變頻器控制的電機已是最低轉(zhuǎn)速，這時PC程控器又能自動關(guān)閉最后啟動的1臺水泵，直至只留下1臺水泵電機調(diào)節(jié)供水壓力。四、給水處理節(jié)能措施城市供水節(jié)能主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是做好規(guī)劃設計，選擇出最佳系統(tǒng)方案；另一方面是搞好管理，不斷提高技術(shù)水平，加強維護保養(yǎng)，進行必要的技術(shù)改造。1.減少水處理工藝能量消耗一般在水廠設計中的節(jié)能考慮主要有以下兩個方面。（1）選擇水處理工藝時，要考慮能量消耗盡量采用節(jié)省能耗的裝置，如泵前混合、跌水混合或管道混合。在沉淀工藝中，采用平流式沉淀池或斜管沉淀。水廠中主要自用水量之一是反沖洗水。從節(jié)能目的考慮，要盡可能地減少反沖洗水量和減少反沖洗水頭，一般反沖洗強度采用15L／（s?m2）。如果考慮氣水反沖洗，則反沖強度可減至8L／（s?m2），同時應考慮反沖洗水的回收。（2）水廠布置中的能耗在布置中減少能量消耗的措施包括：①工藝間平面布置要盡可能集中；②必要時設置超越管。2.合理選擇供水設備供水工藝系統(tǒng)包括取水、凈水及輸配水三個部分，在供水系統(tǒng)中，一般取水和輸配水部分的能耗占整個系統(tǒng)能耗的70%～80%。供水系統(tǒng)的能量消耗是取水泵房和送水泵房的流量及其揚程乘積之和，直接反映了耗能的大小。在選擇給水系統(tǒng)中，往往遇到是一次加壓還是二次加壓、泵站與水廠位置、泵站與水廠內(nèi)的能量消耗等問題，這些問題都可以用能量分析的手段進行方案比較，以選出最佳的供水系統(tǒng)方案。

編輯推薦

《水處理節(jié)能和新能源的應用》可供水處理領域的研究人員、技術(shù)人員、管理人員閱讀使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。《水處理節(jié)能和新能源的應用》是由化學工業(yè)出版社出版的。

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