廢水處理部門多年來一直使用好氧和厭氧處理; 因此,它在美國是厭氧消化產生的最大沼氣發生器之一就不足為奇了。來自1200多家植物的固體通過厭氧消化(AD)進行處理。1 盡管有這些令人印象深刻的數字,該行業還沒有最大限度地發揮這項技術的潛力。
雖然48%的廢水都是用AD處理的,但全國近15,000家設施中隻有5,127個水資源回收設施(WRRF)被列為沼氣生產商或將材料送到其他AD工廠進行處理。2 這些往往是服務於大都市區的最大設施。據估計,隻有85%的使用AD的設施實際上使用了生產的沼氣,隻有16%的電力生產,隻有1%生產升級後的生物甲烷用於進一步使用。
厭氧消化的好處:
美國環境保護署(EPA)表示,AD的使用可以幫助它實現多個目標,包括到2030年將食物浪費減少50%的目標.3 一些戰略性EPA政策目標得到AD的使用增加的支持包括:
對氣候變化采取行動 - 通過AD捕獲和燃燒甲烷可減少溫室氣體排放
保護美國的水 - 廢水處理設施中汙水汙泥{A/O+鋁汙泥填料組合工藝處理農村k8凯发电子游戏官网汙水效果}的厭氧消化在成千上萬的設施中經濟有效的廢水固體處理和管理中發揮著重要作用
通過減少化石燃料消耗,生產當地能源和保護稀土資源(如肥料和土壤改良劑)來支持可持續發展
通過從垃圾填埋場和農業轉移有機廢物來減少汙染
廢水厭氧消化,多效消化濃縮係統
HRS節能多效消化物濃縮係統
美國環保署還表示,隨著反傾銷部門的發展,它可能提供額外的好處,並有助於提供有關食品浪費和農業效率的跨機構戰略。
廢水潛能的厭氧消化
根據水環境聯合會(WEF),夏威夷,華盛頓和加利福尼亞州通過厭氧消化處理固體的WRRF百分比最高,而新墨西哥州,伊利諾伊州,加利福尼亞州和夏威夷州的AD廢水流量百分比最高。生產沼氣的最常見用途是蒸煮器加熱(約48%的WRRF厭氧消化設施以這種方式使用天然氣),然後建築采暖,發電或驅動過程機械(8%),隻有1%用於管道注射。1
國家可再生能源實驗室(NREL)建議廢水部門每年可生產230萬公噸生物甲烷。4 其他估計表明,如果繼續可靠地運輸和處理廢水,美國老化的水基礎設施將在未來20年內投資約6000億美元。5 許多較舊的廢水AD設施現在可以升級並利用最新技術。所有這些都意味著,增加美國廢水部門的能源產生潛力巨大。
當考慮食物垃圾的潛在消化時,綠色天然氣生產的經濟性變得更大。加利福尼亞州立大學的研究表明,與單獨消化汙水相比,將25%的食物垃圾與75%的城市汙水汙泥混合可使沼氣產量提高60%。由於目前隻有一小部分網站對其他廢棄物進行了消解,因此該行業資本化的潛力巨大。
取暖
傳統上,AD用於廢水處理是由工廠的處理需求驅動的,而不是天然氣生產,能源生產或消化物銷售的經濟因素。然而,即使這仍然是在WRRF中安裝AD技術的關鍵驅動因素,還有其他原因可以使對AD的任何投資盡可能具有成本效益或盈利。
在許多情況下,關於是否投資AD的經濟決策取決於最終項目的整體效率。諸如使用熱交換器的熱回收之類的技術使得資源 - 否則將浪費 - 用於預熱原料或蒸煮器以提高氣體生產效率。同樣,這種熱量可用於巴氏殺菌和濃縮過程,從而提高產生的消化產物的價值。
精心設計的係統可以回收和使用廢水AD工廠產生的40%的熱量。這種免費熱量在評估AD的任何投資時提供了有用的獎勵,並且潛在的開發人員應該從他們的規劃過程開始時考慮這一點。
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