英國泰晤士水務(wù)優(yōu)化污泥進(jìn)料時(shí)間模式增強(qiáng)厭氧消化甲烷產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值
英國泰晤士水務(wù)(Thames Water)與薩里大學(xué)(University of Surrey)合作,在位于Croydon的Beddington污水廠開展了為期四年的驗(yàn)證項(xiàng)目,通過調(diào)整污泥進(jìn)料時(shí)間模式,在用電高峰的特定時(shí)段強(qiáng)化污水廠的厭氧消化甲烷產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。全新的污泥進(jìn)料模式今年被正式納入到Beddington污水廠的厭氧消化標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方案中。這一方案的應(yīng)用有望促進(jìn)污水廠的能耗平衡,降低運(yùn)營成本。
英國很多地區(qū)采用的是動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分時(shí)電價(jià)。英國的用電高峰期一般出現(xiàn)在下午4點(diǎn)-7點(diǎn),這段時(shí)間很多家庭都在家里使用能耗大的電器,比如烤箱、洗碗機(jī)、電水壺等,該時(shí)段的電價(jià)要比其他時(shí)期高很多。尤其是在秋冬季節(jié),電價(jià)隨著需求的增加而飛漲。針對(duì)分時(shí)電價(jià),如果污水廠能夠采取措施對(duì)電價(jià)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律做出反應(yīng),盡可能地在電價(jià)高峰時(shí)段提升生物沼氣發(fā)電、產(chǎn)熱的潛能,降低外部購電需求,就可以讓綠色替代能源在該電價(jià)機(jī)制下發(fā)揮帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。從2016年開始,研究團(tuán)隊(duì)考察比較了四種污泥進(jìn)料模式下生物沼氣的產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。根據(jù)歷史數(shù)據(jù),用電高峰期一般都出現(xiàn)在一天中相似的時(shí)間段,按照高峰期的持續(xù)時(shí)間,可分為短高峰(高峰期持續(xù)1.5小時(shí)左右)、長高峰(高峰期持續(xù)2-4小時(shí))和超長高峰(持續(xù)時(shí)間超過4小時(shí))。在中試中,研究團(tuán)隊(duì)界定了下午(16:00-19:30)和上午(8:00-11:00)兩個(gè)高峰時(shí)段。
模式一(Steady Feeding Regimes):污泥在一天24小時(shí)內(nèi)均勻分配進(jìn)入?yún)捬跸?/span>
模式二(Concentrated CPPADriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進(jìn)行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進(jìn)料,另外1/3則在下午高峰期開始時(shí)全部投加
模式三(Spread CPPADriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進(jìn)行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進(jìn)料,另外1/3則在下午高峰期持續(xù)的數(shù)小時(shí)內(nèi)平均投加
模式四(BMDriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進(jìn)行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進(jìn)料,另外1/3分別在上午和下午高峰期持續(xù)的數(shù)小時(shí)內(nèi)均勻投加
對(duì)比后發(fā)現(xiàn),三種針對(duì)電價(jià)高峰設(shè)定的污泥進(jìn)料模式下,單位有機(jī)物的產(chǎn)甲烷率有所提升,生物沼氣產(chǎn)量平均要比要比污泥全天均勻進(jìn)料的常規(guī)模式高4%,生物沼氣經(jīng)濟(jì)價(jià)值可提升2%。
參考資料:
Thames Water reveal peak time innovation in sewage sludgeto green electricity project https://www.ciwem.org/news/thames-water-university-of-surrey-turns-sewage-sludge-into-more-biogas-peak-times
Demand.Driven Biogas Productionfrom Anaerobic Digestion of Sewage Sludge: Applicationin Demonstration Scale https://link.springer.com/article/10.1007/s12649-021-01452-8
https://2020.dresden-nexus-conference.org/custom/media/DNC_2020/Posters/03_Lafratta_M.pdf
Perfecting‘poo power’ to generate green electricity at peak times https://www.thameswater.co.uk/about-us/newsroom/latest-news/2021/nov/peak-time-poo-power