城镇及乡村生活污水整体解决方案:ORC低温余热发电系统

更新时间：2025-02-07 17:04:00

城镇及乡村生活污水整体解决方案

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城镇及乡村生活污水整体解决方案
一公司介绍
秦皇岛同力达环保能源股份有限公司位于秦皇岛开发区金山北路8号，成立于1998年，注册资金5100万元，公司是一家专业从事环保水处理设备、工业及生活水处理工程、氨氮脱除膜及其膜组件的开发、制造、销售的高新技术企业。
二城镇和农村污水污染现状
城镇和农村污水主要包括乡镇污水和农村污水两部分。
农村污水是指农村地区居民在生产和生活过程形成的污水，包括生活污水和生产污水，其中生产污水包括分散畜禽养殖业等排放的高浓度污水。
农村污水已成为我国分散点源污染的重要组成部分，长期以来,由于治理资金短缺和对农村水环境保护意识的淡薄，96%的村庄都没有排水渠道和污水处理系统，大量未经有效处理的生活污水直接排入水体，造成河湖黑臭，严重影响居民的生存环境和饮用水的质量。
秦皇岛同力达环保能源股份有限公司对生产及生活污水处理有着极其丰富的设计经验，针对城市和行业污水设计过传统活性污泥法、A/O法、A/A/O法、SBR法、MSBR法、MBR法等多种工艺的污水处理工程。
同力达是一家富有水行业经验又极富创新能力的公司，针对城镇和农村污水污染现状，尤其是农村污水的污染现状，同力达公司开发出灵活适用、技术先进的污水处理整体解决方案。
三TLDMBR膜生物反应器污水处理系统
TLDMBR原理
膜生物反应器（MBR）工艺是膜技术与污水生物处理技术相结合而演变出来的污水处理方法，最早出现于1969年，至今40年的历史。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。
TLDMBR是集膜生物反应器（MBR）和A/A/O(A/O)技术耦合于一体的污水处理系统。该系统对A/A/O(A/O)的好氧段进行改良，将MBR分离膜浸没其中，在维持高浓度活性污泥的情况下，实现精确的厌氧（缺氧）和好氧的过程控制，使得TLDMBR工艺系统具有更加优异的脱氮除磷效果，对CODCr、TP、NH3-N的去除率更高，出水可直接作为再生水回用。
TLDMBR技术特点
1出水水质好：将厌氧、缺氧、好氧、膜过滤技术于一体，提高了传统A/A/O(A/O)技术及MBR技术的脱氮除磷能力，出水水质更优，当采用超滤膜时，出水SS几乎为零，使得出水COD 、BOD等指标大幅度降低。根据某污水处理厂的经验，当MBR（A/A/O工艺）用以生活污水为主的城镇污水处理时，其出水COD通常小于30mg/l，BOD小于5 mg/l。仅就有机物、NH3-N和TP等指标，出水水质可以达到IVl类地表水的水质标准。
2节省占地：由于生物不会随出水流失，生物反应池中的污泥浓度可以大幅度提高，容积可以大幅度缩小；由于采用浸没式MBR分离膜，生物反应池中的污泥浓度可达10---20g/l，比传统生物处理方法的污泥浓度提高2---7倍；由于MBR分离膜的使用，节省了二沉池；基于上述优势，TLDMBR技术占地面积小。
3剩余污泥少：TLDMBR反应池中污泥浓度高，微生物量大，相当一部分处于衰亡期的微生物依靠内源呼吸进行代谢分解，在保持出水污染物低浓度的同时，消耗了污泥生长过程中的剩余量。
4灵活应用：TLDMBRMBR技术可根据污水水质产生灵活多样的处理系统，几乎所有污水生物处理方法均可以与膜分离结合形成多种多样的TLDMB工艺。例如：可以在好氧曝气池之前增加厌氧池、缺氧池，并增加必要的回流，以达到生物除磷脱氮的目的；可以在前端增加水解酸化池以改善污水的可生化性；可以在上述的好氧、缺氧、厌氧的生物反应池中增加填料形成复合型生物处理系统。
5撬装结构：针对乡村污水可根据需要组合成一体化撬装污水处理成套设备，满足地上及地埋要求，设备安装简单，占地面积小。
6 运行方式灵活：系统抗冲击能力强，运行方式灵活，可根据进水水质条件及处理要求调整水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT），而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。
7 膜组件性能好：TLDMBR分离膜可以是微滤膜也可以是超滤膜，采用何种膜主要依据设计出水水质而定；TLDMBR技术中的膜组件使用寿命长、易于控制、产水量大、抗污染能力强、清洗更换方便。
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ORC低温余热发电系统

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朗肯循环中,工质是水蒸气、90℃以上的热水、300摄氏度以上的烟气等,由四大设备:锅炉（或换热器）、汽轮机、冷凝器和给水泵组成。工质在热力设备中不断进行等压加热、绝热膨胀、等压放热和绝热压缩四个过程,使热能不断转化为机械能。当利用低温有机工质(如上述的戊烷)作为循环的工质时,主要设备有:蒸发器、汽轮机、冷凝器和循环泵等。
对于低及中等的焓热,ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点,主要体现在回收显热方面有较高的效率,由于循环中显热/潜热不相等,而ORC技术中此比例大。因此采用ORC技术可回收较多的热量。
工作过程：
4- 1过程:锅炉及过热器中的等压加热过程,其中:(4- 5)段,由未饱和水等压预热成饱和水;(5- 6)段,再等压等温汽化为饱和蒸汽;(6- 1)段再等压加热成过热蒸汽。
1- 2过程:过热蒸汽在汽轮机中的绝热膨胀过程,工质对外作功。
2- 3过程:在冷凝器中的等压放热凝结过程。
3- 4过程:水在给水泵内的绝热压缩过程,在T- S图上,3、4两点几乎重合。
特点
(1)对较低温度热源的利用有更高的效率。
(2)戊烷比水蒸气密度大,比容小,因此所需汽轮机的尺寸(特别是减小汽轮机末级叶片的高度)、排气管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直径均较小。
(3)与水蒸气不同,戊烷在膨胀作功过程中,从高压到低压始终保持干燥状态,这就消除了形成湿气以及当高速小水滴冲击汽轮机时,产生腐蚀损坏的可能性。所以,ORC能比水蒸气汽轮机更有效地适应部分负荷运行及大的功率变动,不需要装过热器。
(4)在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。
(5)与水蒸气相比,由于有机工质的声速低,在低叶片速度时,能获得有利的空气动力配合,在50Hz时能产生较高的汽轮机效率,不需要装齿轮箱。
(6)有机工质冷凝压力高,整个系统在接近和稍高于大气压力的情况下工作,使得有机工质的漏失现象大为降低。
(7)有机工质凝固点很低(低于- 73℃),这就允许它在较低温度下仍能释放出能量。这样做,在寒冷天气可增加出力,冷凝器也不需要增加防冻设施。
应用领域：
ORC技术不仅用于石油化工、化工余热、烟气处理、水泥工厂的余热发电厂等
Ø 低沸点工质透平设计
Ø 发电系统设计
Ø 余热换热器设计
Ø 辅助、成套设备的设计
利用中低温下能产生高压气体的介质（有机工质、沸点较低）作为工质，在中低温下蒸发产生的高压气体去驱动透平的循环。它由余热锅炉换热器、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。余热流体在换热器中放热给有机工质，工质由于吸热而成蒸气。这种蒸气通过透平膨胀作功，从而带动发电机发电或拖动其它转动机械。从透平排出的蒸气在冷凝器中向冷却水放出热量而凝结成液体，借助工质泵重新泵回换热器，如此不断循环就能发电或产生动力。