空壓機余熱用于活性污泥法污水處理系統提升溫度的研究

摘要：隨著國家能源結構的不斷調整和環保問題的嚴峻形勢，多種能源綜合再利用的方案備受推崇。闡述和簡單介紹了將空壓機余熱的能量輸送給活性污泥法污水處理系統，用以提升其溫度進而提高污水處理效率的可行性研究方案。

關鍵詞：空壓機；余熱回收系統；污水處理；溫度；微生物活性

空壓機長期連續運行過程中，把電能轉化為機械能，最終轉化為空氣勢能，空氣受到強烈的高壓壓縮，產生大量的熱量，相當于其輸入功率的3/4，其余熱回收系統是指通過換熱裝置把空壓機的熱量轉化出來通過熱氣或熱水的形式來利用到生活或者工藝過程當中去。經過近些年技術的的不斷發展余熱回收項目已經日趨成熟，應用也較為廣泛。

圖1：熱回收流程

圖2：經典熱回收設備

目前國內污水處理廠污水處理主體工藝為生物處理技術，其中活性污泥處理技術較為成熟并被廣泛應用，其核心內容是認為為微生物創造良好的生活環境條件，使微生物的降解功能得到強化，而環境溫度在很大程度上影響微生物的生理活動，從而影響污水處理廠的處理效果。經過科學實驗和實踐證明活性污泥法污水處理的最佳溫度為37℃左右。在中國北部地區常見的解決污水處理系統溫度低的方法為將處理池設在室內或地埋、蒸汽預熱等，而無論采用何種方式都會造成處理單位能源成本的升高。

圖3：溫度與活性污泥中微生物生長速率的關系

圖：4溫度與活性污泥中微生物活性的關系

當前由于環保方面的壓力許多工廠都建有自己的小型污水處理車間，在冬季運行方面都面臨很大的壓力，而工廠內的空壓機余熱不是白白浪費就是回用于員工洗澡等用途，沒有達到資源綜合再利用的效果，還導致運行成本升高，以及污水排放不達標等后果。經過對本市某工廠的調研和數據采集分析，證明了將空壓機余熱用于活性污泥法污水處理系統的溫度提升的可行性，以及產生廣泛積極的社會經濟效益。以下為具體數據分析：

1、空壓站設備情況

2、熱回收數據計算

英格索蘭高效離心機余熱回收系統，功率為600KW的離心機機全年（5800小時/年）回收的熱量為1.68×109Kcal

600KW ×860Kcal/kwh ×70%（加載率） ×80%（余熱回收效率）× 5800H/年=1.68×109Kcal

3、工廠污水處理池冬季溫度約18℃、夏季溫度約26℃，污水平均流量為60m3/h

4、計算結論

通過計算，夏季，離心機余熱可以把26℃的污水加熱到35.6℃；冬季，離心機余熱可以把18℃的污水加熱到26.6℃；根據圖3、圖4和計算結果可判斷相對于原來的狀況，通過熱回收可以大幅提高A/O生物處理工藝微生物的繁殖結果，提高水處理的效率和品質。

5、系統流程圖