英國泰晤士水務(wù)優(yōu)化污泥進料時間模式增強厭氧消化甲烷產(chǎn)率和經(jīng)濟價值
英國泰晤士水務(wù)(Thames Water)與薩里大學(University of Surrey)合作,在位于Croydon的Beddington污水廠開展了為期四年的驗證項目,通過調(diào)整污泥進料時間模式,在用電高峰的特定時段強化污水廠的厭氧消化甲烷產(chǎn)率和經(jīng)濟價值。全新的污泥進料模式今年被正式納入到Beddington污水廠的厭氧消化標準運行方案中。這一方案的應(yīng)用有望促進污水廠的能耗平衡,降低運營成本。
英國很多地區(qū)采用的是動態(tài)實時分時電價。英國的用電高峰期一般出現(xiàn)在下午4點-7點,這段時間很多家庭都在家里使用能耗大的電器,比如烤箱、洗碗機、電水壺等,該時段的電價要比其他時期高很多。尤其是在秋冬季節(jié),電價隨著需求的增加而飛漲。針對分時電價,如果污水廠能夠采取措施對電價的動態(tài)變化規(guī)律做出反應(yīng),盡可能地在電價高峰時段提升生物沼氣發(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機制下發(fā)揮帶來更大的經(jīng)濟效益。從2016年開始,研究團隊考察比較了四種污泥進料模式下生物沼氣的產(chǎn)率和經(jīng)濟價值。根據(jù)歷史數(shù)據(jù),用電高峰期一般都出現(xiàn)在一天中相似的時間段,按照高峰期的持續(xù)時間,可分為短高峰(高峰期持續(xù)1.5小時左右)、長高峰(高峰期持續(xù)2-4小時)和超長高峰(持續(xù)時間超過4小時)。在中試中,研究團隊界定了下午(16:00-19:30)和上午(8:00-11:00)兩個高峰時段。
模式一(Steady Feeding Regimes):污泥在一天24小時內(nèi)均勻分配進入?yún)捬跸?/span>
模式二(Concentrated CPPADriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進料,另外1/3則在下午高峰期開始時全部投加
模式三(Spread CPPADriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進料,另外1/3則在下午高峰期持續(xù)的數(shù)小時內(nèi)平均投加
模式四(BMDriven Feeding Regime):將污水廠厭氧消化的污泥量進行劃分,其中2/3的污泥在一天內(nèi)均勻進料,另外1/3分別在上午和下午高峰期持續(xù)的數(shù)小時內(nèi)均勻投加
對比后發(fā)現(xiàn),三種針對電價高峰設(shè)定的污泥進料模式下,單位有機物的產(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料的常規(guī)模式高4%,生物沼氣經(jīng)濟價值可提升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