污水源热泵系统

城市污水资源特征

  污水冷热能资源化的潜力取决于污水的水量、水温和水质,下面介绍污水水质特征和污水水温特征(即污水热能特征)。

  1)污水水质特征
  污水水质特征取决于给水原水水质的化学成分、每人每日用水量以及排入下水道物质的性质和数量。城市污水由生活污水和工业废水组成,它的成分是极其复杂的,难以用单一指标来表示其性质。在众多的水质指标中,按污水中杂质形态大小分为悬浮物质和溶解物质两大类,每类按其化学性质又分为有机物质和无机物质;按消耗水中溶解氧的有机污染物综合间接指标有生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)等。污水水质的优劣是污水水源热泵系统成功与否的关键,此外,我国东北地区污水水质主要受工业企业影响,水污染元素主要为总硬度、矿化度、硝酸盐、亚硝酸盐、铁和锰;其次为硫酸盐和氯化物,在设计时应引起注意。
  处理后污水中的悬浮物、油脂类、硫化氢等均要比原生污水小十倍乃至几十倍,因此,处理后污水作为热泵热源要优于以原生污水热源热泵的制热性能系数和制冷性能系数都较大,在能够使用处理后污水为热源/汇时,尽量使用处理后污水。

  2)污水热能特征
  (1)城市污水水温与季节和地域有关。由表4-18可以看出:城市污水水温稳定,变化幅度小,夏季水温比当地气温低10℃左右,冬季则因地域不同而差别较大,东北地区差别30C左右,西南地区也在10℃之上,具有典型的冬暖夏凉特征。作为一种稳定的水源,污水处理厂的污水温度特性可以很好地满足污水源热泵系统的稳定、高效运行的需要。
  (2)污水处理厂出水的水量稳定,流量大,污水处理厂稳定的流量可使污水源热泵机组运行稳定,正常发挥机组的工作性能,有较好的节能效果。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%到16%,而日本东京城市污水排热量则占城市排热量的3g%。此外城市污水水温受气候影响小,利用区域也较广。
  (3)污水水质对热泵系统的影响主要有三种:腐蚀、结垢及堵塞。污水如果直接进入换热器,仍然会对系统造成一定的影响。但通过采用特殊设计、特殊材料的换热器,以及装设自动换热器清洁系统,或者采用特殊设计的污水热泵系统,能够解决污水对换热器的腐蚀和堵塞结垢等问题。
  从以上分析可看出,城市污水原水、二级水、中水具有水量大、水量较稳定、温度适宜、水温在应用季节相对稳定等特点,能很好地满足水源热泵的使用要求,用作水源热泵系统的冷/热源是完全可行的。