请更新您的浏览器。

您使用的 Microsoft Edge 浏览器版本可能过低。为了在访问 Busch 普旭网站时获得最佳体验,请更新您的浏览器。

图 1:Echallens 废水处理厂的新热电联产机组安装在一个容器中, 它利用从污泥中回收的沼气每年可发电 150,000 kWh。来源:Busch 普旭

用更少的能源生产能源

自 1974 年投入运行以来,位于瑞士沃州的 Echallens 废水处理厂一直通过回收沼气发电。2020 年 5 月,两台用于混合沼气池中污泥的老式油润滑活塞压缩机被一台 Busch 普旭生产的 MINK 爪式压缩机取代, 这使得此过程所需的电力减少了 40%。对于处理厂的厂长而言,这意味着他生产能源时需要的能源更少。
Echallens 处理厂由 Echallens 市政府运营,距离沃州首府 Lausanne 不远,处理来自 Echallens、Montilliez 和 Villars-le-Terroir 镇的废水, 它旨在处理相当于 10,000 人口产生的废水——这一容量限值已基本耗尽。该州对 Echallens Haut-Talent 地区的计划包括:到 2025 年,完成废水处理的整合,努力使这些工序在未来更加经济高效, 该计划还旨在改善微污染物的处理。Echallens 处理厂在未来将取代当地所有其他污水处理厂,共处理该区 9 个直辖市的废水。为实现这一目标,Echallens 预计将扩大到可以处理相当于 26000 人口所产生的废水。
新的热电联产机组(图 1)已于 2019 年在处理厂建成,沼气厂的年发电量达 150,000 kWh。从热电联产机组回收的热水主要用于工厂自身需要,例如:加热沼气池中的污泥或加热室内区域。为了使从沼气池中回收沼气(图 2)的过程更加经济高效,我们决定优化沼气池(其容量为 350 立方米)内沼气的循环。沼气池中产生的部分沼气被送回污泥中, 为此,沼气池上部的沼气被吸出并经压缩机压缩后送回沼气池底部的污泥中。沼气流过污泥然后再次积聚在沼气池顶部,在那里通过管路输送到用作临时储罐的气罐。沼气从气罐直接进入热电联产机组, 目前,热电联产机组每天运行 20 个小时,仅在夜间停机几个小时。
循环沼气具有以下好处: 1. 可以将沼气池中的浓缩污泥加热到 38 ℃, 使污泥中充满沼气有助于确保热量均匀分配。 2. 混合污泥还有助于避免堆积物在沼气池底部聚集和压实。 3. 气泡穿过污泥上升会加速污泥中的微生物降解过程,最终产生更高的气体产量。 4. 通过污泥循环沼气也意味着无需使用机械方式进行混合。
1974 年安装了两台活塞式压缩机,用于将沼气混合到污泥中,尽管其中一台被设计为备用压缩机,以便在另一台压缩机发生故障时继续进行该过程。然而事实证明,一台压缩机的容量是不够的,因此两台压缩机一直运行,不再有任何冗余。两台压缩机都配备了额定功率为 6.7 kW 的电机。
在咨询了瑞士 Busch AG 公司(隶属于 Busch 普旭集团)的工艺工程师后,运营方决定从 Busch 普旭购买一台 MINK 爪式压缩机(图 3)。
该压缩机获得 ATEX-认证 (II 2G IIB3 T3 (i)/II 3G IIB3 T4(o)),这表示不再需要阻火器。而且,它还配有变速驱动器,因此可以根据沼气池的要求精确调整体积流量。
MINK 爪式压缩机自 2020 年 5 月开始运行,通常满载运行,功耗为 4.5 kW,恒定超压 0.6 bar。与两台老式活塞式压缩机(每台配备了一台 6.7 kW 的电机)的功率消耗相比,理论上可节省 65% 以上的能源。
MINK 爪式压缩机压缩沼气时完全不使用任何油, 这得益于压缩机的非接触式工作原理,意味着内部运动部件不会相互接触或与外壳接触。所以,也无需进行换油,这与每年要进行两次换油的油润滑活塞式压缩机不同。由于每台压缩机的油(4.5 升)会与沼气接触,因此必须相应地弃置废油。MINK 爪式压缩机配有内部齿轮箱, 其中含有 0.85 升齿轮箱油。作为预防措施,Busch 普旭建议在运转不超过 20,000 小时进行一次换油并且每年进行一次目视检查,确认齿轮箱油的状况和油量。
运营方在运行的前几个月还发现了另一项优点:
“爪式压缩机甚至比我们之前使用的一台活塞式压缩机都要安静得多, 噪音水平下降了一半以上。“