251重庆市城市生活污水热能利用的探讨

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1、重庆市城市生活污水热能利用的探讨重庆大学周双康侍民林真国摘要：通过重庆大学关于原生污水源热泵项目研究，从中得到的生活给水温度的全年变化及与排水温度的关系中，分析出了重庆市生活污水具有冬暖夏凉与年水温变化幅度较小的特点，同时由得出的重庆主城区的自来水供水温度和空气温度的对比分析，说明生活污水温度具有受气候影响小的特点。阐述了关于城市生活污水的回收和利用在国内外的一些研究技术和成果及意义，即节能、经济、环保。由此，提出了重庆市可以在其它城市的研究成果基础上以自己城市的特点为基础，来进行城市生活污水可利用热能的研究。关键词:生活污水污水热能利用节能前言能源枯竭和环境污染是目前普遍存在的重大社会问题，

2、开发、节约、保护和高效利用能源，防止环境污染，寻找合适的可再生清洁的低位冷热源是暖通空调的战略性任务。在目前全球面临能源危机和环境污染的严峻形势下，人类在能源利用方面也将进入一个多样化的时代。有效回收与利用城市污水热能，对提高人们生括水平、促进经济快速发展和推动社会进步具有重大的战略意义。1.重庆市城市生活污水特点1.1冬暖夏凉与河水水温和气温相比，城市污水水温在冬季最高，夏季则最低．这种差值即是城市污水吸收大量城市中排放的能量造成的，在有些地区这种现象可能更为明显[1]。随着城市设施不断完善、人民生活水平不断提高和经济的快速发展，城市人均能源消费水平进一步增加，导致城市热量更多地排放和冬季污

3、水水温变得更高，这将有利于把城市污水作为热源回收利用．根据重庆大学研究小组自2006年1月1日至2007年1月1日以重庆市某户生活水龙头的出水温度为测试对象，采用酒精温度计直接测试的方法，测试了生活给水温度的全年变化情况,水温测试时间为每天早上8点。以每月为一时间段，分析给水的平均温度的变化情况如表1、图1所示。（注：以下图表1,2来源于重庆大学学生在创新基金资助下有关原生污水源热泵系统的研究）表1各月给水平均温度汇总表月份123456789101112温度141517212324282925221916图1给水温度的全年变化图从表1及图1可以看出，自来水温度全年变为范围14～29℃，冬季平均

4、温度15℃，夏季平均温度27℃。与重庆市同期的空气温度相比，给水温度变化范围明显要小（重庆冬季空调计算日平均温度2℃，夏季空调计算日平均温度32.5℃）。该研究小组在测试排水温度与给水温度关系中，得到排水温度比给水温度高约2～3℃。因此，从给水温度可以基本看出排水温度冬暖夏凉的特点，具有热量回收利用的潜力。1.2年水温变化幅度较小由上述研究小组得到的数据来看，全年排水温度变化为15℃，而根据重庆冬季空调计算日平均温度2℃，夏季空调计算日平均温度32.5℃来看，大气的温差变化在30℃左右，可以明显说明城市生活污水变化幅度比大气变化幅度要小，因而，全年可获得比较稳定的水温，可作为稳定的冷热源。1.

5、3受气候影响小对于利用太阳能来说，主要缺陷是除夜间不能利用外，受阴、雨等气候因素的影响也很大。因此，太阳能是一种不稳定的热源；而污水中的热能利用则受气象等因素的影响很小。污水温度由于水良好的蓄热性能，受室外气象的影响比空气要小得多。表2也是重庆大学研究小组实际测试重庆主城区的自来水供水温度和空气温度的对比，图2是其温度年变化曲线图。由于城市污水温度和自来水温度基本接近，因此可以反映出污水温度受气候影响小的特性。表2自来水与空气月平均温度比较月份自来水月平均温度℃空气月平均温度℃温差℃月份自来水月平均温度℃空气月平均温度℃温差℃114.18.45．7728．128．10．0214.610.64．

6、0828．927．71．2316.914.12．8925．224．21．0420.819.61．21022．318．53．8522．721．71．01119．313．16．0624．325．60．71215．79．66．1注：自来水温度为重庆渝中区某住户楼5楼水龙头出水温度，测试时间均为每天8：00；空气平均温度资料来源为中国建筑科学研究院提供重庆TMY数据图2重庆市主城区自来水温度与空气温度年变化曲线图2.城市生活污水的回收和利用城市污水热能回收与利用是将赋存于处理或未经处理的污水中的热量回收后并加以有效利用的一项新技术。城市污水热能的回收与利用是以利用热泵回收低位能源为理论基础,即使用污水

7、源热泵系统。一般来讲，污水源热泵系统是将城市污水作为热源或热汇，冬季回收利用污水中的热量，夏季则可将建筑内的热量转移到污水中排出。污水源热泵系统由于利用低品位的热能，同时利用污水作为载热（冷）剂，因而系统效率高，具有非常好的节能潜力，是污水资源化利用的有效途径，是建设节约型社会、实现循环经济的良好技术，对我国建筑业及能源供给实现可持续发展都具有重要意义。由于国外使用污水源系统比我国要早，比如日本在