废水热回收 循环能源新亮点
□文/Ivy
Heat Recovery The New Spot of Cycle Energy
废水热回收设施
如何将人类的智慧以正能量的输出方式来改变世界是活在当下的每个人都值得深思的问题。空气、水、土地、生物、能源……人类再也没有挥霍任何资源的余地。然而由俭入奢易，由奢入俭难，如今让人类停止利用资源已经不切实际。因此如何变废为宝，将资源的循环再利用机制发挥到极致，已然成为各大科研所的热门课题。
近期，一项新的能源回收实验正在北美兴起，尝试将废水中的热能回收起来，将之变成一种高效率、可循环的能源。
当废水从马桶、浴室、洗碗机、洗衣机等源头进入下水道时，一般维持在15摄氏度左右，“废水热回收”系统便是看中了废水中稳定的温度，将之转化为高效、可循环的能量。
严冬时节，热水流到下水道中时仍余温尚存，浪费的热能可谓不少。美国曾统计发现每年向下水道排放的热水含3500亿万千瓦时的能量，几乎可为3000万户美国家庭提供电力。
在冬天，这套系统可以节约供暖设备所耗费
的能量，而到了夏季，系统又可以倒转热泵，用其中15摄氏度的凉水来给建筑降温、从而降低空调费用。目前，北美的废水热回收系统已初步建成，日本和挪威也紧随其后开始相关实践。
热回收设施“处女秀”
温哥华的“东南福溪”是市内的一片新兴城区，这里就是2010年温哥华主办冬奥会时奥运村的所在地。现在，区内标志性建筑甘比街桥的南端竖起了五根粗大管道，那造型仿佛如来神掌五根伸向天空的手指，管道顶端还装着指甲形状的LED灯。这个造型装置不仅是件街头艺术品，也是福溪区下水道热回收装置的一部分。
整个装置称为“福溪能源中心”，本质上是一座加热站，作用是为东南福溪的住宅和办公楼提供热水和暖气。能源中心的设施由两部分组成，一个是污水泵站，另一个是下水道热回收与分配系统。甘比桥上望见的五根“手指”就是中心的排气囱。除了桥边耸立的“如来神掌”，中
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投稿信箱 greenchina_b@163.com心的三分之二建筑以及大部分机械装置都位于地下，这既减少了视觉污染，也将噪音减到最低。此外，排气囱上的LED灯会变换颜色，标志热量输出的多少，由蓝色到橙色，再到代表最大输出的红色。福溪能源中心是北美第一处从未经处理的城市废水中提取热量的设施。它目前的服务范围仅为奥运村，但是当整个城区在2020年完全建成之时，中心将向56万平方米左右的建筑供暖，16000位居民将从中受益。那时的东南福溪也将成为全世界“最绿”的城区之一。过去两年里，和我交谈过的每一个人都认识到了从下水道流失的热量。这些热量都该回收。”在全球面临着能源危机和环境污染日益严重的形势下，城市污水中所赋存的热能已被公认为是尚未有效开发和利用的清洁能源。在西方发达国家，由于其能源结构和环保政策,污水水源热泵技术在这些国家中的研究和应用较多，其中北欧一些国家在20世纪80年代初就建造了一些以工业污水为低温热源的大型热泵站。目前，瑞典斯德哥尔摩有40%的建筑物采用热泵技术供热，其中10%是利用污水处理厂的出水。美国也对这个新能源开展了试验。在芝加哥，一个废水热回收系统在2012年5月开始运作。这个耗资175000美元的系统由一位芝加哥大学的教授设计，其经费有一半来自芝加哥水利事业局，另一半则来自公益性的私人机构。系统被安置在芝城的一家水处理厂内，运转至今，已经使加热和冷却的成本降低了五成。据估算，在三年之内，系统就能自负盈亏，而水处理厂所使用的能量只占到污水中回收能量的2％，还有大量富余能量可供城里的其他设施使用。而在中国，面积达到十万平方米的北京火车南站也用上了热回收系统。目前北京市的污水处理厂内已建成数个小型污水热泵项目，例如高碑店污水处理厂、酒仙桥污水处理厂、北小河污水处理厂等；奥运村运动员村的47万平方米建筑，也采用清河污水处理厂的二级退水作为冷热源；亦庄开发区也正在对凉水河里的城市污水进行热能利用规划。不过，虽然废水热回收事业已经起步，但是到今天，它的发展还只能算是蹒跚而行，技术的推广仍受到城市规模等因素的制约。比如明尼苏达州的布雷纳德，一座人口13000的小城，当局已经计算好了下水道中的水温和可资利用的能量，但是回收系统却迟迟建不起来——因为这里不是北京，没有十万平方米级别的建筑项目。相关人士认为，废水热回收行业需要做出几个具有示范作用的项目，以证明这项技术可以在不同的环境中应用，而技术的其他推广者也需加倍努力，向公众多多宣传污水中产生清洁能量的惊人潜力。简单易行的水循环系统废水热回收原理其实相当简单：当废水从马桶、浴室、洗碗机、洗衣机等源头进入下水道时，它们的温度大致是不变的，一般维持在15摄氏度左右。虽然会有地域和季节的差异，但下水道里的水基本都是温水，其中的热能是可以循环利用的。所谓热回收，回收的就是这部分热能。废水热回收在技术上也不甚复杂。一个废水热回收系统有两个功能，一是用热泵来留住废水中的热量，二是将废水净化成清洁的水流，再送回住宅和办公场所。整个系统完全封闭，其中的脏水和净水互不混淆，但废水的温度可以用来加热净水。这项技术的优点就是节能：在冬天，它需要加热的水本身就有15摄氏度，因此要比加热冷水耗费的能量少得多。而到了夏季，系统又可以倒转热泵，用其中15摄氏度的凉水来给建筑降温，从而降低空调费用。与之类似的一个装置是地热泵，它利用的是温和、持续的地热来加热房屋、降低制冷费用。但建设地热系统需要耗费巨资，在房屋底下深入挖掘，以导出地热。而“下水道热”系统采集的是人工的热量，所使用的也是现成的浅层管道，不必再大动干戈地重新排管。废水热能的惊人潜力如今，废水热回收系统的初步成功已经赢得了人们的重视，大家逐渐意识到了废水具有解决能源短缺问题的潜力。加拿大温哥华城外有一家“国际废水热交换系统公司”，总裁林恩·穆勒打趣说：“干我们污水处理这一行的，很少有人愿意跟我们握手。但在绿色中国
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