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沼气发电技术在污水处理厂的应用

发布时间:2015-05-25 08:58:43

      2007年10月12日,石家庄市桥东污水处理厂沼气综合利用发电项目正式开工建设,此项目投产后每年发电量为1200KWh,可大大节约污水厂的运行经费,并且可以利用多余的沼气进行燃烧,利用沼气锅炉进行加热,为污泥处理工艺中的污泥加温提供了可靠的热源,使整个污泥处理工艺进入了良性循环。

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  一、沼气发电技术的概况

  沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广,我国沼气发电研发工作有20多年的历史,特别是"九五"、"十五"期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中,逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍,并建立了相应的科研、生产基地,积累了较多的成功经验,为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。

  随着污水行业的兴起以及沼气技术的应用,我国在城市污水治理的力度大大加强,对沼气的利用也在逐步的深入,石家庄市桥东污水处理厂是河北省第一个采用沼气热电联产的可再生能源市政工程,将污水处理中的污泥进行中温厌氧发酵,生产沼气发电,将发电后的余热用于发酵系统保温升温。这一系统可以有效降低沼气中的甲烷和臭气污染,有效利用可再生能源。

  二、沼气发电技术的应用

  沼气综合利用发电项目属于石家庄市桥东污水治理工程泥区C4合同包的一个子项目。石家庄市桥东污水治理工程是利用世界银行贷款的河北省城市环境项目,被列为河北省及石家庄市重点工程,该工程建设内容包括日处理50万吨的污水处理厂一座和34.9公里的排水管网,总投资概算为9.6043亿元,工程厂址位于石环公路以北,栾城县楼底村西南,总退水渠东侧,占地面积为36公顷。

  污水经过AO工艺处理后,就剥离成了清水和污泥,预计该项目投产后,在污水处理厂满负荷运行情况下,日处理2900立方米污泥,日产沼气量约为39775立方米左右,安装两台970KW的沼气发电机组,日消耗沼气约为13963立方米,其余沼气用于汽锅炉燃料。收益包括销售沼气、发电以及沼渣代替煤。

  由于沼气发电项目属于改扩建项目,不需要新增构筑物及沼气净化装置,该工程的总投资440万元(设备购置安装费),沼气发电运行成本:按照沼电售价0.56元/kWh(国家计划内,峰电为0.68元/kWh,谷电为0.29元/kWh)、发电气耗率0.7/m3/kWh、发电机组全年累计工作日数330天,沼气收购价0.25元/m3(按原煤价计),沼电运行成本0.18元/kWh(含人员年工资、设备的折旧费和维护费、贷款利息等),年运行成本约170万元,年纯收入可达170万元。沼气发电部分的现金流量的净现值从第2年起变为正值,也就是说从第2年开始赢利,内部投资益收率IBR=62.72%,初始投资回收期为2年。

  由此可见,通过沼气发电,使沼气工程的运行过程,不但是污染物无害化的过程,废物资源显露化的过程,而且是资源的高水平利用并产生资金回报的过程。因此沼气发电技术的应用必将促进沼气工程的进一步推广,使沼气工程在我国社会经济发展过程中发挥更大的环保、能源效益。

  三、沼气在其它领域的应用

  为加大对沼气能源的综合利用,石家庄市桥东污水处理厂在沼气利用方面不单单只存在与沼气发电项目,还有其它两种利用,一是进行传统的沼气锅炉,安装两台沼气锅炉,为污泥进行加热,保持污泥的中温厌氧消化;二是将沼气当作燃料拖动鼓风机,为污水处理厂的生物池进行鼓风曝气,这两项总计日消耗沼气量为25812m3/d.由于污水厂的运行成本主要是用电成本和燃料成本,主要用电设备为电动鼓风机及锅炉,用沼气拖动鼓风机及沼气锅炉的使用,将大大减少污水厂的运行成本。

  四、沼气发电的前景

  沼气发电工程本身是利用清洁能源,解决环境问题的工程,它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题,而且由于其产生大量的电能和热能,又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景。目前国家在这个领域给予了政策方面的扶持,而且沼气作为一种新兴的环保能源逐渐被我们所接受。随着《可再生能源法》的通过以及实施(2006年1月起),国家以及地方政府将扶持可再生能源的开发,并且个体发电可以并网卖电(详见《可再生能源法》第十四条与第二十九条),势将掀起一股沼气发电的热潮。石家庄市桥东污水处理厂是全国一次建设日处理能力最大的污水处理厂,且沼气综合利用发电项目在河北省城市污水治理行业尚属首例,它的开工建设标志着河北省城市污水治理将上升到更高的领域,也为大型城市污水处理厂沼气综合利用提供了很好的途径。