排水科普丨污水源热泵技术:污水资源也能“变废为宝”

你知道吗?生活污水与工业废水送入污水处理厂净化处理的全过程,本身就是“能耗大户”。为改变污水处理行业高资源、高能源消耗的现状,理论攻关与技术创新成为行业转型升级的必由之路。今天为大家介绍的污水源热泵技术,正是污水处理领域一项变废为宝的创新实践。


技术原理

污水源热泵技术,简单来说,是一种利用污水或再生水作为冷热源的高效节能空调技术,即通过热泵循环系统,从污水中吸收或释放热量,实现建筑的供暖、制冷及生活热水供应。
污水源热泵系统按照污水是否进入热泵机组分为直接式和间接式两种类型。因污水水质存在一定硬度和碱度,容易导致腐蚀和结垢,影响换热效率,因此目前国内的大型污水源热泵技术集中供能项目多采用间接式。



技术条件

虽然污水能回收的资源是“宝藏”,但采用污水源热泵技术回收也得讲点“卫生条件”,不然设备容易“生病”。依据行业标准《城镇污水热泵热能利用水质》(CJ/T 337-2010),污水用作热泵水源时,水质的主要控制项目如下:



技术优势

污水源热泵技术优势 | |
占用空间 | 无需冷却塔、储油房、锅炉房及附属煤场,机房面积小于常规空调系统,为建筑节省可用面积 |
系统寿命 | 压缩机常年运行工况稳定,机组寿命较长,一般为20年 |
节能性 | 污水源热泵的系统能效比(COP)通常可达4.0—4.5,高于地源热泵的COP(3.3—3.8)和空气源热泵的COP(2.8—3.4),即输入1kW的电能,可得到4.0kW—4.5kW的可利用能。与空气源热泵相比,污水源热泵的运行效率要高20%—60%,其运行费用仅为普通中央空调的40%—60% |
稳定性 | 污水水量稳定、热能潜力大,水温相对稳定,水源热泵机组智能化程度高且运行可靠、稳定、高效 |
环保效益 | 无燃烧、无排烟、不产生废渣、废水、废气和烟尘 |


应用实例

为更好推动上海污水处理领域实现碳中和,污水源热泵技术已经在多个项目中大显身手:
(一)蒙自泵站

蒙自泵站作为上海城投水务建设生态文明“一江一河”的优秀案例,采用水源热泵技术,以截流水作为水源,通过热泵循环系统,为泵站变配电间、控制室及值班室等制冷供热,有效解决了地下式泵站采用风冷型空调能耗高、地下电缆夹层温度高不利于空调正常运行等问题。
(二)虹桥污水处理厂

虹桥污水处理厂利用污水源热泵技术生产80—90℃热水,替代1台天然气锅炉,向污泥低温真空干化系统提供热源,大幅减少天然气用量和碳排放量,节约了17%的污泥干化能源成本。
(三)白龙港污水处理厂

白龙港污水处理厂利用再生水和原生污水作为污水源,通过热泵循环系统,分别为面积2700余平方米的集控展示中心大楼和约750平方米的水处理车间办公楼制冷供热。该项目作为新能源利用范例,有力推动了污水处理厂绿色低碳转型。

排水中心供稿


