DWA-A 216能量检查及能量分析——污水处理系统能量利用的优化工具

本书是德国开展污水处理厂能耗核查和能耗分析的规范标准，其主要内容包括污水处理厂特征值的计算方法、污水处理厂的能耗核查及能耗分析、影响监测成功的因素等内容。该书的设计方法科学，设计思路合理，广泛应用于国内外的标准制定、高校教育、科学研究等相关领域的工作中。

该标准以其科学、严谨而闻名于国际污水处理界，包含了平均负荷条件下特征值的计算，理想值的计算以及考虑部分负荷性能的建议等内容，为污水处理厂的能耗分析及能耗优化提供了参考和指导。该标准可为污水处理厂规划设计人员、运营管理人员和主管部门提供污水系统的工艺和能耗优化等相关参考。

庞洪涛,清华大学环境科学与工程专业工学博士，教授级高级工程师，注册环保工程师，长期从事城镇污水处理与水环境综合治理的技术开发及工程应用。现任中国水环境集团工程技术中心常务副主任。

　　运转良好的污水处理设施是保障水域功能正常的基本前提，是现代化国家必不可少的基础设施。城市排水系统为了实现这项重要的任务需要消耗能量。污水处理厂属于市政基础设施中的耗能大户。德国约有10000座污水处理厂，其总能耗为4200 GW·h/a(DWA，2010)。这大致相当于900000个四人家庭的能量需求或等同于每年约2360000 t的二氧化碳(CO2)排放量［562g CO2,e/（kW·h）， 德国联邦环境署(2014)］。污水处理厂的能量需求不仅取决于处理工艺和处理目标，还取决于当地边界条件和可实现的能量效率。

　　全球能量需求正在增加，化石能源的有限性、能源成本的不断增加以及对气候影响的担忧，使得能量供应和能量使用发生重大变化，这在城市排水领域也逐渐凸显。

　　根据地区大功率用电设备的集中程度以及电、热的同时供能情况，城市排水系统为减少能量需求和提高能量效率提供了多种可能性。

　　在此过程中，提高能量效率的工作不应违背城市排水的主要目的——污水的处理排放和水体保护。

　　德国联邦环境署(HABERKERN等，2008)、DWA(DWA，2010)以及污水标准顾问（咨询）(KOMMUNALUND ABWASSERBERATUNG NRW，2011)对于能量分析的研究，清楚地表明了提高污水系统能效的潜力。能效的优化不仅提供了能量和经济方面的效益，还往往伴随着污水系统处理性能的改善，从而加强水污染控制。

　　考虑到污水处理过程的复杂性，系统的方法和广泛的专业知识对污水系统的能量优化来说至关重要。截至目前，德国还未有统一的污水系统能效评估方法。

　　本标准介绍了污水系统能量优化的方法——能量检查和能量分析，并涵盖了使用这些方法所规定的要求。

　　为了使本标准中的文本简洁易懂，通常将男性作为个性化的专业职称和职能名称。所有信息均适用于男女。

　　译文未经德国水资源、污水与固废管理协会［the Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft,Abwasser und Abfalle.V.,（DWA）］校核。

1范围

2术语

2.1定义

2.2符号和缩写

3步骤的分类和定义

3.1现状

3.2标准方法

4数据材料和相关人员的要求

4.1能量检查和能量分析的关键成功因素

4.1.1能量检查的关键成功因素

4.1.2能量分析的关键成功因素

4.2数据量和数据质量

4.2.1确定进口处负荷

4.2.2能量检查范围内的数据量和数据质量

4.2.3能量分析范围内的数据量和数据质量

4.2.4能量分析框架下数据的可靠性检查

5能量检查

6能量分析

6.1概述

6.2现状评估

6.3生成耗能设备清单和现状能量平衡

6.3.1确定电耗

6.3.2热能需求

6.3.3发电和产热

6.3.4能量平衡

6.4确定污水处理厂相关理想值

6.4.1概述

6.4.2污水处理厂复核

6.4.3计算平均负荷下的污水处理厂相关特征值

6.4.4计算污水处理厂相关理想值

6.4.5低负荷性能的相关建议

6.5现状评估和措施识别

6.5.1现状评估

6.5.2措施识别

6.6确定节能潜力和措施的经济效率

6.6.1确定节能潜力

6.6.2确定经济效率

6.7按优先级制定系列措施

6.8报告

7成果监测的方法

8成本及环境影响

8.1对污水处理厂出水水质的影响

8.2其他环境影响

8.3成本影响

附录A确定污水处理厂相关理想值的计算方法

附录B污水处理工艺单元能量分析统计评估(以单位居民电耗计，依据北莱茵-威斯特伐利亚州数据)

附录C耗电设备矩阵示例(摘录)

附录D污水处理厂相关理想值与实际值对比示例

附录E能量需求和供给比较，按电能和热能分开（能量平衡）

附录F能量流向示意图（桑基能量平衡图）

附录G实施系列措施后的能量表现评估示例(示例数据)

资料来源和参考书目