8項污水處理廠能量自給運行措施介紹

美國大芝加哥廢水管理局（MWRD）成立于1889年，其職能就是保護當地的河流湖泊。目前下轄7座水再生處理廠（WRPs）和22座提升泵站，每年的電耗約6億kWh，其制定的2023年目標就是通過一系列的節能行動并增加可再生能源開發利用，達到完全能量自給。

1 節能計劃

1.1 建筑能源審計

MWRD專門雇了一家能源合同管理服務商，對所有的建筑能耗源進行分析審計，提出相應的節能措施或者采用新的節能產品更換老舊設備材料，比如采用升級的LED內飾照明及自控技術、蒸汽保溫隔熱材料或者更換鍋爐設備等。根據估算，每年可以節約80萬美元。

1.2 能源削減

MWRD下轄的污水廠和泵站用電對當地電網造成非常重要的影響。當電網經歷高峰用電時，MWRD主動通過關停部分設施、將污水調蓄在截流管內來削減用電量，幫助當地電力公司應對用電負荷高峰，電力公司作為交換每年補償約190萬美元。

1.3 污泥干化替代

MWRD每年產生16.5萬噸干污泥，并采用多種污泥管理，包括污泥林地回用、干化污泥用于公園或高爾夫球場或污泥造粒制造商業肥料。MWRD目前正在安裝一套污泥堆肥設施（堆肥設施的能耗明顯低于污泥干化），采用樹皮或樹木碎渣作為添加劑，通過高溫堆肥制作A級污泥產品，預計2016年產生1萬噸堆肥產品。

1.4 新技術新工藝

氨氮排放會導致水體水質惡化，傳統通過充氧去除氨氮的工藝需要大量能耗。新的氨氮去除工藝比如“厭氧氨氧化”或“短程硝化”在去除氨氮的同時，耗氧量減少導致能耗降低。MWRD目前正在其下轄的Egan污水廠建設一套用于離心脫水上清液處理的ANITATMMox厭氧氨氧化工藝。該工藝是一種基于MBBR技術的單級脫氮工藝，適用于高氨氮濃度的污水處理，其氨氮去除率大于90%，總氮去除率達到75%~85%，同時無需外加碳源，與傳統硝化反硝化脫氮工藝相比能耗較低。

Egan污水廠利用原有溶氣氣浮池改建為ANITATMMox工藝池，該污水廠處理Egan污水廠（規模為50MGD）和Kirie污水廠（規模為72MGD）兩個廠的污泥。由于工藝限制，污泥離心脫水上清液需要排入污水管道輸送至15英里外的O’Brien污水廠，這加劇了管網的臭氣和腐蝕問題。采用ANITATMMox工藝就地處理上清液，可以節約輸送的能耗。

MWRD還在研究將厭氧氨氧化技術用于污水處理主流程，如果研究成功，將完全改變污水脫氮進程，節約曝氣能耗40%以上，約1.2億kWh/年，相當于4500戶家庭的年用電量。

另外，MWRD還與GE公司合作，研究該公司一項國際領先的創新技術——膜曝氣生物膜反應器（MABR），又稱ZeeLungTM。該技術采用一種特殊的膜產品，將氧氣通過這種膜供給附著在膜表面的生物膜微生物，能有效提高原有曝氣池的處理能力，無需增設反應池，同時該技術還能改善TSS、氨氮的去除效果（尤其是低溫條件和高峰流量期間）。據估計，該技術可節約供氧能耗40%左右。

該試驗裝置目前用在O’Brien污水廠的側流處理工程中，用于確定MABR技術相應的硝化速率、氧轉移速率和充氧效率等技術參數，一旦通過長期試驗證明效果后，該技術將可用于整個污水處理處理流程（250MGD規模，雨季流量450MGD），每年能夠節約電量達到1500萬kWh。

1.5 綠色屋頂安裝

2014年，RacineAvenue泵站安裝了一套33000平方英尺的屋頂系統，其中29300平方英尺是太陽光反射裝置（反射指數為86），通過減少屋頂吸熱而降低空調負荷；另外的3700平方英尺為綠色植物系統（包括8種不同植物種類），起到隔熱、減少雨水徑流、去除雨水污染負荷等效果。

2 可再生能源開發

2.1 水電開發

1907年，MWRD在芝加哥排水和航運渠道與DESPlaines河流交匯處新建了一座Lockport水電站，利用渠道排入河流近38英尺的水頭落差進行水力發電，目前的裝機容量為2臺6MW發電機，每年發電量為4000萬kWh，全部出售給當地電力公司。

2.2 聯合消化和甲烷利用

MWRD下轄污水廠采用厭氧消化處理污泥，7座污水廠的污泥集中到4座污水廠處理，厭氧消化池共計46個。厭氧消化產生的沼氣含60%以上的甲烷，可以用來通過沼氣鍋爐產生蒸汽或熱水用于消化池或其他工藝加熱。

為了擴大沼氣產量，MWRD接納工業或商業有機廢棄物作為消化池進料進行聯合消化。有機廢棄物包括固態或液態的來自食品加工、釀酒、奶制品、生物柴油廠的高濃度有機廢料，以及來自餐館和煉油廠的廢油脂。MWRD在Calumet污水廠建了一座有機廢棄物接收站，接納儲罐運來的有機廢液。該廠的12座厭氧消化池通過聯合消化，沼氣產量增加了75%。

MWRD還計劃建設一座沼氣處理站，將沼氣進行提純并壓縮產生壓縮天然氣（CNG）供給車輛使用，從而減少汽油用量和溫室氣體排放。CNG銷售收入和廢棄有機物收集的處置費都可以補償污水廠的運行費用。

MWRD目前還正在Stickney污水廠建設一套類似的聯合消化系統。該廠的24個厭氧消化池將每天接納100萬加侖的來自當地餐館和雜貨店的食品廢棄物，這類源頭分類收集的有機物能將厭氧消化的沼氣產量提高一倍，可以產生相當于每年2000萬加侖汽油的CNG。

3 熱能利用

2012年，MWRD開始在Egan污水廠嘗試安裝太陽能光伏屋頂的太陽能熱水系統，用于預熱鍋爐補充水，污泥處理熱水及其他需要熱水的場合。同時在Kirie污水廠嘗試了污水源熱泵，將處理后出水的余熱用于廠內綜合樓的空調，能夠節約綜合樓空調用電的50%左右。

4 結論

MWRD一直致力于向能量自給的目標前進，為減少溫室氣體排放、推動周邊社區和環境更清潔、更可持續發展做出貢獻。

雜志簡介

《中國給水排水》是面向全國給水排水和環境工程界的專業性科技期刊，具有較高的理論導向性和較強的工程實踐性，被稱為中國水行業的“首席雜志”、中文核心期刊、“中國百強科技期刊”中國精品科技期刊、中國科學引文數據庫來源期刊（CSTP）。

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來源 ：廣聯達造價圈

管道施工圖識讀

1.設計規范要求，暖氣支管不得小于DN20。

2.保溫常規做法-給水：防結露保溫，熱水：保溫，消防：不保溫，冷凍水：連閥門都需保溫，冷卻水：按設計要求，未要求可以不作。一般吊頂里的管道均需保溫。

給水：暗敷防結露保溫；明敷穿越門廳、臥室和客廳過門處必須做防結露保溫。

排水：暗敷做防結露保溫；明敷公共廁所座便上反水彎必須做。

管井里除消防、噴灑管道管道外均做保溫。

3.鍍鋅鋼管連接方式：≤DN100絲接，>DN100可焊接（需防腐），可法蘭焊接（需二次鍍鋅），少量可絲扣法蘭連接。

4.管道外皮距墻距離為25-50mm。

5. 采暖干管接立管時，當立管直線管段<15m時，采用2個90。彎頭，當直線管段>15m時采用3個90。彎頭。

6.施工時，排水管寧高勿低，地漏寧低勿高。

7.標高規定：室內管道一般為管中，室外管道排水為管內底，給水為管頂。

8.暖氣片中應與窗同軸。

9.閘閥：開關作用，阻力系數0.5；截止閥：調節開關作用，阻力系數19。

10.補償器分為：自然補償，方型脹力，彎頭，波紋補償器，套筒補償器，球型脹力，角質脹力。

11.集氣罐：干管末端，其管徑為末端管道直徑的4-6倍。膨脹水箱：穩壓、排氣、容納膨脹水、信號作用。氣壓罐：穩壓、排氣。

膨脹水箱共五根管道：膨脹管、循環管、溢水管、排污管、信號管。

集氣罐安裝位置：管道接口距集氣罐上端2/3，距下端1/3。

12.按照標準圖集，掌握熱媒入口情況。

13.PP-R管可以套用鋁塑復合管或給水U-PVC管道定額。

14.（1）剛性防水套管：Ⅰ型防水套管，Ⅱ型防水套管，Ⅲ型防水套管

Ⅰ型防水套管適用于鑄鐵管和非金屬管；Ⅱ型防水套管適用于鋼管；Ⅲ型防水套管適用于鋼管預埋，將翼環直接含在鋼管上。

（2）柔性防水套管一般適用于管道穿過墻壁處受有振動或有嚴密防水要求的構筑物。

一般管道穿外墻的管道加防水套管。穿水池的管道采用柔性防水套管。

若室外水位高采用柔性防水套管，若室外水位低采用剛性防水套管。

15.一般水表管徑比管道管徑小一號。

16.給水支管上凡是接兩個以上供水點，支管均加活接頭和法蘭。若支管接水表除外。

17. 規定：洗臉盆（洗菜盆）上邊緣距地800mm.

水嘴距臉盆上邊緣200mm.

拖布池水嘴距拖布池上邊緣300mm

座便給水距地250mm

臉盆給水距地450mm

18.立管出地面時必須加閥門和活接頭。

19.消火栓：

單栓 DN65 規范：栓口向外，不應安裝在門軸側

雙栓 DN65或DN50 消火栓箱厚度≥240mm

栓口中心距地單栓+自救卷盤 1.1m

20.水表的安裝：

住宅 ：閥門+水表

公共建筑 ：閥門+水表+閥門

室外 ：閥門+水表+閥門+泄水閥+減震等

21.清掃口：

接來兩個及兩個以上的衛生器具支管上應加清掃口，若有地漏可以不加。

立管檢查口：最底層和最高層必須設置，每隔一至二層設置。

干管長度穿越幾個房間每隔8-12m時應加清掃口或檢查口。

22.立管變徑必須采用大小頭，支管可以采用補心，如接水表變徑。

23.排水管道彎頭三通的選用：

橫管與立管應采用90度斜三通或四通

橫管與橫管應采用45度三通或四通

立管與排水干管（如出戶管）應用2個45度彎頭或半徑大于4倍D的90度彎頭

24.存水彎：P型——蹲便 S型——臉盆、小便斗

基礎知識

一、給水工程

（一）室外給水系統的分類

1.以地面水為水源的給水系統

2.以地下水為水源的給水系統

（二）室外給水系統形式：直流給水系統、循環給水系統、循序給水系統

（三）室內給水系統分類：生活、生產、消防

（四）室內給水系統組成：引入管、水表、管路、給水附件、升壓貯水設備、室內消防設備

（五）室內給水系統壓力組成：H＝H1+H2+H3+H4

H1＝引入管與最不利環路、最不利點的標高差

H2＝沿程和局部阻力

H3＝水表阻力

H4＝出水水頭（采暖循環泵只克服沿程和局部阻力，揚程35-40m）

（六）室內給水方式

1.簡單給水方式

2.設置水箱給水方式

3.設置水泵給水方式

4.設置水池、水泵、水箱給水方式

5.分區給水方式

6.氣壓給水方式

7.變頻給水方式

（七）室內給水系統管路圖式：上分、中分、下分

（八）室內給水敷設方式：明裝、安裝（注：埋墻的鍍鋅鋼管應做防腐）

二、排水工程

（一）污水及分類：生活、生產、雨雪水

（二）排水體制：合流、分流

（三）排水系統組成：室外、室內

三、供暖工程

（一）供暖系統分類

1.按使用熱媒不同：熱水、蒸汽、熱風

2.按循環動力分：機械、自然

3.按供回水方式分：單管、雙管

4.按供暖范圍分：局部、集中、區域

（二）熱水供暖系統的基本形式

1.上供下回雙管

2.下供上回雙管

3.垂直單管：順序式、跨越式、可調節順序式、倒流式

4.單一雙管系統

5.水平單管系統

6.分區供暖

7同程、異程

（三）供暖系統主要設備

1.膨脹水箱：（循含泵吸入口）定壓、排氣、容納膨脹水、信號作用

2.集氣罐

3.伸縮器：（高層使用）波紋伸縮器、套筒伸縮器、自然脹力伸縮器

四、 通風與空調

（一）空調分類

1.按空氣處理設備的設置分：

集中系統：空調機組直接供給各個房間

半集中系統：水冷機組—新風機組／風機盤管

全分散系統：水冷機組—風機盤管

2.按負擔室內負荷所用的介質種類分：

全空氣系統、全水系統、空氣-水系統、冷劑系統

3.根據集中式空調處理空氣來源分：封閉式、直流式、混合式

4.根據分部分：

空調風系統、空調水系統、凈化空調系統、制冷設備系統、水冷機組、冷卻塔

（二）主要設備：空調機組、新風機組、風機盤管

（三）通風系統：

1.送排風系統：人防、地下室、車庫（鋼板、玻璃鋼）

2.防排煙系統（鋼板、玻璃鋼、結構風道）

3.除塵系統

五、 鍋爐分類及型號表示方法

（一）分類

1. 按用途分：工業、供暖、電站、機車

2. 按提供載熱介質分：蒸汽、熱水

3. 按結構分：火管、水管、水火管混合

4. 按燃料分：燃煤、燃油、燃氣

5. 按燃燒方式分：手燒和機械

6. 按整裝方式分：快裝、組裝、散裝

（二）型號表示方法

規范

一、給排水及采暖

1.閥門安裝前應作強度性試驗，從一批中抽10％，若抽取 10％合格率為95％或99.9％均為不合格。

強度性試驗壓力＝公稱壓力*1.5；

嚴密性試驗壓力＝公稱壓力*1.1

2.安裝在主干管的起切斷作用的閉路閥門應逐個作強度性和嚴密性試驗。

3.管道上的沖壓彎頭外徑應＝彎道外徑

普通沖壓彎頭 焊接鋼管

無縫沖壓彎頭 無縫鋼管

焊接鋼管DN100 公稱直徑

無縫鋼管 Φ100*4.5 外徑*壁厚

螺旋焊管 D109*4.5 外徑*壁厚

4.地下室或地下構筑物外墻有管道穿過時應采取防水措施，對于有嚴格要求的應作柔性防水套管。

剛性防水套管：一般設計未要求時采用；

柔性防水套管：設計要求部位、地下水位較高構筑物、水池；

5.管道穿越伸縮縫、沉降縫、抗震縫敷設時應采取下列措施：

加伸縮節：給水、噴灑加橡膠軟接頭；冷凍水加不銹鋼軟接頭

6.支架位置正確，應埋設平整牢固：

（1）設備、附件應設吊架、支架、托架

（2）末端、彎頭、三通

（3）按規范間距均分排布（注：噴灑末端應作防晃支架）

7.固定支架與管道接觸應牢靠嚴密。

8.滑動支架、滑拖和滑槽應留有3-5m間隙。

9.無熱伸縮的管道吊架吊桿應垂直安裝，有熱伸長管道吊架吊桿應向熱膨脹方向反向偏向。

10.固定在建筑構筑物上的管道支吊架不影響結構安全。

11.采暖、給水、熱水系統立管管卡的設置：

（1）樓層高度≤5m，每層必須裝1個

（2）樓層高度>5m,每層不得少于2個

（3）管卡安裝高度距地1.5-1.8m，2個管卡勻稱

（4）多層建筑給水、排水管徑大于25mm時立管可以不加支架，但排水立管最底層應加管墩。

（5）排水鑄鐵、給水鍍鋅鋼管立管應把支架做成落地卡。

12.有伸縮管道應加套管,采暖、熱水、冷凍、冷卻、凝結水穿墻、樓板應加套管，給水、消防、噴灑、排水不必要加。

13.給水管道：鍍鋅鋼管≤DN100螺紋連接，>DN100法蘭或卡箍連接；

給水塑料管和復合管可以采用橡膠圈接口、粘接、熱熔、專用管件與法蘭；

給水鑄鐵管：水泥粘口或橡膠圈；

銅管：專用接頭或焊接

螺栓擰緊后，突出螺母長度≤螺桿直徑的1／2，螺紋連接應外露2-3扣。

14.給水立管和裝有大于等于3個的配水點支管始端均應安裝可拆卸的連接件（如活接頭）但若有水表、法蘭閥門均不需加。

15.冷熱水：上熱下冷，左熱右冷。

16.防腐處理：埋地排水鑄鐵管：瀝青防腐；埋地鋼管（包括鍍鋅鋼管）：三級防腐。

17.水箱溢水管和泄水管應設在排水附近但不得與排水管直接連接。

18.立式水泵減震不應采用彈簧減震器。

19.室內排水管材：U-PVC排水管、鑄鐵管、混凝土管、組成洗臉盆和飲用噴水器到共用水封之間和連接衛生器具排水短管處可用鋼管。

帶1個大便器的支管≥DN100，帶1個大便槽的支管≥DN150，接3個以上衛生器具支管≥DN75

20.室內雨水管：給水鑄鐵管、給水塑料管、鍍鋅鋼管、黑管（內防腐）

21.立管檢查口每隔一層加一個，最底層和最高層帶衛生器具必須加。

22.排水立管和主干管（如入戶管）應作通球試驗，球直徑》排水管道直徑的2/3。U-PVC排水立管應加伸縮節或三通（帶伸縮節）和阻火圈（或防火套管）。伸縮節間距不大于4米。

23.連接2個或2個以上的大便器或3個或3個以上的衛生器具橫管應設掃出口。（清通設備）

24.水平管與水平管道，水平管與立管應采用45度三通或45度四通，90度斜三通或90度斜四通。立管與排水管應采用2個45度彎頭或曲率半徑不小于4倍管徑的90度彎頭（TY三通）。

25.排水通氣管高出屋面300mm,必須大于積雪厚度（非上人屋面）北京規定為600mm。

26.通向室外排水管穿墻或基礎必須下反時，應采用45度彎頭或三通，并應在垂直管段設掃出口。

27.室內熱水分為：全循環、半循環、不循環。熱水管道應盡量利用自然補償熱伸縮（彎頭、方形脹力）

28.水管道應進行沖洗，罐體不作水壓試驗只做灌水試驗。熱水供回水、集水缸、分水缸、熱水箱等均應作保溫。敞口水箱應作滿水試驗，密閉水箱應作水壓試驗。

29.衛生器具安裝應采用預埋螺栓或膨脹螺栓固定。衛生器具應作滿水試驗和通水試驗。

給水管道距地高度：洗臉盆450mm,座便器250mm,浴盆670mm,淋浴器1150mm,蹲便器（手動自閉式）600mm,立式小便器1130mm,掛式小便器1050mm

30.室內采暖鋼管：焊接鋼管《DN32螺紋連接，>DN32焊接

31.管道坡度：汽水同向熱水管道、蒸汽管道和凝結水管道坡度千分之三，不得小于千分之二。汽水逆向流動，熱水管道、蒸汽管道坡度大于等于千分之五。散熱器支管坡度等于1％，坡向應利于排水和泄水。

32.平衡閥和調節閥（系統主干管）都具有方向，具有壓力區間。

33.方型補償器應有整根無縫鋼管煨制。

34.散熱器支管長度>1.5m時應安裝管卡。

35.上供下回系統的熱水干管變徑應頂平偏心連接，蒸汽干管變徑應底平偏心連接。

36.高溫水（110-130度）加法蘭或法蘭閥門。

37.非高溫水吊頂里的管道最好不用活接頭，而用法蘭閥門或絲扣閥門加一對法蘭。

38.散熱器帶足片，14片以下2個腿，14片以上3個腿。20片以上拉條。

39.過濾器：水泵入口處加，較小。

40.除污器，采暖系統整個樓、換熱站、鍋爐房回水管家除污器，較大。

除污器一般須加旁通管。主要清通、易壞設備均應加旁通附件。

二、通風空調

1.工程中所選用的外購風管，還必須提供相應的產品合格證明文件或進行強度和嚴密性的驗證。

2.通風管道規格的驗收，風管以外徑或外邊長為準，風道以內徑或內邊長為準，非規則橢圓形風管參照矩形風管，并以長徑平面邊長及短徑尺寸為準。

3.鍍鋅鋼板及各類含有復合保護層的鋼板，應采用咬口連接或鉚接，不得采用影響其保護層防腐性能的焊接連接方法。

4.風管的密封應以板材連接的密封為主，可采用密封膠嵌縫和其他方法密封。密封膠性能應符合使用環境的要求，密封面宜設在風管的正壓側。

5.風管材質：普通鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板、硬聚氯乙稀、有機玻璃鋼、無機玻璃鋼（相應的玻璃布層數不少于規范規定，其表面不得出現反鹵或嚴重泛霜）

6.防火風管的本體、框架及固定材料、密封材料必須為不燃材料，其耐火等級應符合設計的規定。

7.復合材料風管的覆面材料必須為不燃材料。

定額

一、排水、采暖定額

二、通風、空調定額

（內容來源于網絡）

住房和城鄉建設部

主辦單位：

北京工業大學

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8：20—8：40

8：40—9：05

9：05—9：30

9：50—10：15

29.題目：城市污水包埋菌脫氮技術研究

報告人 ：北京工業大學 李軍 教授 /博導

10：15—10：35

30.題目：污水處理廠提標改造的GBR工藝

31.題目：高效潛污泵及其系統在提標改造中的應用

報告人：澤尼特泵業(蘇州)有限公司 陳劍皓 銷售經理

32.題目：水與空氣，無油螺桿鼓風機在污水處理中的應用

33.題目：:超微孔曝氣器實用案例中的性能分析

34.題目：南方地區污水處理廠提標改造技術及案例分析

13：25—13：55

35.題目: A2/O不宜作為污水處理升級改造工藝

36.題目：探索未來污水廠“綠色、生態、可循環”技術之路

報告人：江蘇綠尚環保科技有限公司 黃超 技術總監

37.題目: 類Ⅳ類污水處理廠提標改造的技術應用

38.題目:污水廠原址擴容提標實例——李村河污水廠MBBR工藝總結

39.題目：污水處理廠提標改造應用實例

40.題目: 兩級生物濾池組合超濾膜工藝用于市政污水一級A+提標改造工程初探

41.題目：分散式BAF污水處理站改造的幾點思考

42. 題目：提標改造設計運行的實踐和思考

16：45—17：10

43.題目：青島市污水處理概況及提標面臨問題與建議

44.題目：七格污水處理廠提標改造實踐

45.題目：類四類水質標準下的技術對策

46.題目 : 污水污泥廠臭氣密閉收集處理工藝

47.題目：關于污水處理廠提標改造的幾個問題與建議

抽獎

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會務費：

住宿：

同時對改造和新建工程進行了能耗追蹤，一期和二期噸水電耗從改造前的；降至；三期新建工程噸水電耗為，出水標準提高而能耗降低，主要源于采用微動力混合池型，取消推流器，降低推流器電耗；同時，懸浮填料填充率增加，大幅提高氧利用率，降低曝氣能耗。