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    污水处理厂中水用于集中供热的研究和应用    摘要：在二十世纪九十年代以后，随着可持续发展和公众环保意识的提高，世界和中国能源利用的结构都正在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到以天然气及电等清洁能源替代能源虽然可以部分解决大气污染的问题，但天然气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续发展的角度看，必须提高能源利用效率或者寻找可以再生的能源城市中水热能则是当前尚未大规模开发和利用的可再生能源，回收中水热能来用于集中供热是当今研究的重点话题关键词：污水处理厂；中水；集中供热前言城市污水具有水量大，水量较稳定，温度适宜，水温在应用季节相对稳定等特点，能很好的满足集中供热的使用要求现在全世界范围内，特别是中国水资源日益短缺，节能、环保的要求日益提高，大力发展污水处理，使其转化为中水，符合可持续发展的要求中水水质接近清洁水，其硬度较小，PH值适中，金属盐含量少，因此，作为集中供热热源是一种比较理想的水源1污水处理厂中水作为集中供热热源的特点①冬暖夏凉，水温适宜中水与环境温度相比，表现为冬暖夏凉例如，北京地区以高碑厂污水处理厂为例，其二级出水温度在冬季约为13．5～16．5℃，比环境温度高出15℃左右，冬季为22—25℃，比环境温度低了10℃左右⋯。

因此，在冬季，中水可作为热源使用，而夏季，中水则可以用作冷源②受气温影响较小，变化幅度不大城市中水温度变化幅度较小，以哈尔滨某排水厂的排水温度为例，冬季排水温度最低为11℃，夏季排水温度最高为24℃左右，最高温差相差约12℃而空气与河水在冬季和夏季的温差相差均在20℃左右因此，与河水和空气相比，中水全年可获得相对稳定的水温可作为稳定的热源③热能赋存量较高中水中所含热能为5．6亿，可相当于23亿kw的发电量或5亿m3的液化气由此可见，中水中所含的热量是巨大的，利用热泵来回收中水中的热能是工业企业节能的主要途径2污水处理厂中水用于集中供热的国内外发展概况在西方发达国家，由于其能源结构和环保政策，中水水源在这些国家中的研究和应用较多其中北欧一些国家在20世纪80年代初就建造了一些以工业污水为低温热源的大型热泵站目前，瑞典斯德哥尔摩有40％的建筑物采用热泵技术供热，其中10％是利用污水处理厂的出水日本对污水水源热泵技术也进行了大量的研究，并且处于世界的领先地位根据污水处理情况的不同，国外的污水水源热泵可以分为以未处理的污水作为热源的和以处理后的污水作为热源的污水水源热泵日本东京的落合污水处理厂，把处理后的污水作为热源，利用热泵进行空调和热水供应。

供给对象是污水处理厂内部的西部管理事务所以及落合污水处理厂的管理楼使用的热交换器为壳管式换热器与使用未处理污水作为热源相比，该热泵系统减少了自动晒滤器等设备，同时换热器的材质也选用了暖通空调换热器常用的铜，其设备费用大大降低我国中水用于集中供热的推广应用刚刚起步，处于试验和研究阶段吉林建筑工程学院的王宏哲博士对中水应用的可行性进行了理论分析北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵试验工程，该试程利用处理后的污水作为热源，将换热器沉浸在污水中，来提取污水中的冷热量，经三年的运转效果良好继高碑店污水水源热泵试验工程后，北京市排水集团又在北京北小河区污水处理厂安装了一套规模更大的污水水源热泵系统，也使用处理后的污水作为热泵的热源大连电力大厦的设计将城市污水作为水环热泵空调系统的外部热源2004年，在哈尔滨又安装了一套污水水源热泵尽管污水水源热泵在我国仅处于试验和探索阶段，但已经充分显示了它的优越性，主要表现在：①与空气源热泵相比，避免了冬季结霜和除霜问题，而且水温恒定，这使得热泵工作性能稳定，水源热泵的制热制冷系数可达3．5～4．4，比传统的空气源热泵高出40%左右②与地下水水源热泵相比，水源热泵不用从地下抽取地下水，也不用将水回灌地下。

因此不仅节省了打井的基建投资，还能够节省抽水和回灌的运行费用，同时，也可以避免由于回灌不当而引发的地下水资源破坏的问题③与电锅炉相比，污水水源热泵节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2的能源，而且还能避免由于使用传统锅炉造成的大气污染，具有良好的环保效应可见，污水水源热泵系统有着良好的经济性、节能性的特点3污水处理厂中水用于集中供热的策略3.1开展中水取水方式技术若想将中水用于集中供热，应根据城市中水管道的分布状况，采取有效的城市中水取水方式，来回收中水热能这样，才能达到就地利用中水的目的也就是说，如何选择中水取水方式，直接影响中水水源热泵机组的效果，这就必须对中水取水方式进行分析与比较3.2整体系统的设计水源热泵系统作为一个系统，必须从各个方面考虑，如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量，但系统设计对水泵等耗能设备选型不当或控制不当，也会降低系统的节能效果同样，若机组提供了高的水温，但设计的空调系统的末端未加以相应的考虑，也可能会使整个系统的效果变差，或者使得整个系统的投资增加所以，水源热泵的推广应用，需要更多的各个专业各个领域的人来共同努力共同配合，从政府政策：主机设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面都来共同参与。

3.3可利用的中水水源条件限制城市中水是很好的热源，在整个采暖季节内，温度比较稳定目前国内外的中水水源热泵系统大多限于污水处理厂及污水泵站遗憾的是污水处理厂及污水泵站往往远离城市这样，利用处理后中水的热泵站必然离用户太远而使经济效益下降因此，政府从可持续发展的角度，综合能源环保和资源各个方面的考虑，合理进行规划，使得中水水源得以便利的使用，才能促使其大规模的发展3.4与中水水质相应的热泵的技术发展中水水质的特殊性，使得中水在流经换热器的时候，换热器会产生严重的堵塞、结垢和腐蚀等现象这就要求针对中水水质的热泵设计技术的提高，寻找适合中水性质的热泵内换热器的形式和材质使得热泵的设计在满足不堵塞、不结垢的条件下，取得最佳的换热效果如前所述，国外在解决该问题的采用的是自动筛滤器、自动除垢装置以及昂贵的抗腐蚀材料，这些显然在当前是不符合我国国情所以，研制和开发低成本高效率的中水热泵和经济节能耐腐蚀的传热散热设备，会推动中水水源热泵系统的更好应用结论城市污水是城市排热的主要渠道之一统计资料表明，我国各大城市污水排热量占城市总排热量的10%~16%，日本东京的城市污水排热量占城市排热量的39%也就是说随着城镇居民生活水平提高，城市污水排热量和排水量将呈现逐年增加趋势。

通过水源热泵技术将集中供热和城镇污水处理相结合，在拓展城镇污水利用和提高城镇污水治理效益的方面具有深远意义参考文献：[1]全国单体规模最大再生水源集中供热项目投用[J].供热制冷，2017(05)：16.[2]刘钦.污水处理厂中水用于集中供热的研究和应用[J].供热制冷，2015(10)：64-66+68.[3]杜芳会.大型中水源热泵集中供热系统的热经济学研究[D].河北工程大学,2013.[4]张鼎肃.城市污水供热技术的工程设计及分析——以河南师范大学新校区供热为例[J].产业与科技论坛，2009，8(08)：121-122.[5]董君永.文登市污水处理厂水源热泵集中供热工程可行性研究报告概述[J].区域供热，2009(04)：63-66.  -全文完-。