目前在瑞典,城市污水污泥作为肥料散布在土地上。但是,如果新提议的法律获得通过,则需要将目前处理污泥的方法减少三分之二。
未来,出于对重金属和其他污染物污染的担忧,瑞典的废水污泥需要干燥,这需要加热。
一种新的太阳能热应用
这种潜在的太阳能工业新用途引起了 Isak Svensson 的兴趣,Isak Svensson 是瑞典太阳能热公司Absolicon 的一名新土木工程专业毕业生,在获得环境工程硕士学位后从事与水相关的工业太阳能热应用工作。
Svensson 使用聚光太阳能提供 140 C 温度的热空气来干燥污泥,对干燥污泥进行了初始成本效益分析。
“这对我们来说是一种新的应用,”他说。“我们在收集器中使用水并可以产生蒸汽,但如果需要,您也可以使用热交换器来获取热空气。这取决于应用,但在我们现在研究的污泥干燥中,我们将使用热空气。在我在 SolarPACES 会议上发表的 Absolicon 论文项目中,我研究了针对特定处理厂的应用程序和基于多种因素的经济分析,例如为二氧化碳温室气体排放定价等。”
该项目财团包括不同废水处理应用的制造商 Huber Waste Water Solutions,获得了瑞典创新机构 45,000 美元的资金,用于评估污泥干燥的可再生选择,并通过制定一项计划来增加瑞典对 Horizon Europe 的参与申请欧盟拨款建造一个真正的规模演示器来证明这个概念。
太阳能废水处理的下一个演示阶段
“目前这个项目处于早期阶段——我们的下一步是进行更详细的可行性研究,”他说。“我们正在使用 Huber 废水解决方案来做到这一点。他们有这种带式干燥机,我们认为它具有与太阳能集热器集成的有前景的技术规格,因此我们将与他们进行可行性研究,然后在 Horizon Europe 申请另一笔拨款以建造一个真正的规模演示器,一旦我们有了该可行性研究的结果。“
在他的硕士论文中,Svensson 比较了三种确保全年运行的选项:100% 沼气、50/50 沼气和太阳能,以及 100% 太阳能 - 带有中间污泥储存。在对三种替代方案进行数学计算后,他确定太阳能-沼气混合动力装置将使废水干燥能够以最经济的方式全天候运行。
“在丹麦,蓄热方面取得了很大进展,他们实际上在地下建造了一个非常大的坑并将热水储存在其中,”Svensson 解释说。“他们可以使这种蓄热装置变得如此之大,以至于您可以拥有季节性蓄热装置;实际上在冬天也使用它。你可以在夜间储存热量,也可以在不同的季节储存热量。”
下一步是进行更详细的可行性研究以评估技术集成和优化经济性,然后开发太阳能污泥干燥演示器以在瑞典展示概念证明,然后开发此交钥匙设置,生产线合作伙伴可以在不同部分销售世界的。
Absolicon 运营着瑞典最大的太阳能热装置,使用聚光太阳能为当地区域供热网络供热。
他们还为整个欧洲的行业客户(如啤酒厂和化学品生产商)提供太阳能装置。根据设施和可用安装区域的不同,太阳能场可以安装在地面上,也可以安装在高架或屋顶安装中,例如希腊高露洁棕榄的安装。他们用于现场安装的完整交钥匙系统包括收集器、泵和控制系统。
向光伏学习
太阳能光伏增长迅速的原因之一是该技术适合大规模生产和多样化的市场。单个太阳能电池板体积小且可扩展。房主可以只为屋顶安装几块面板,开发商可以安装多批面板来建造公用事业规模的太阳能农场。在线估算工具可供最终用户使用。
同样,Absolicon 网站包括一个在线估算工具,因此个人工业供热客户可以获得个性化的节省估算值,以放弃当前的热源并改用太阳能供热。
Absolicon 的Field Simulator允许潜在客户输入他们潜在安装的位置和大小,并考虑本地 DNI 以产生估计的成本和输出:“结果实时显示,摘要发送到您的电子邮件,以便您可以安静地研究计算。”
“在我们的例子中,我们知道干燥废水污泥每公斤蒸发水需要大约 0.8 千瓦时的热能,”
斯文森说。
“所以如果你知道你有多少污泥,就很容易计算出蒸发它需要多少能量。然后根据你想要的干燥程度,很容易看出你需要多大的太阳能场。”
每六分钟一个太阳能集热器
Absolicon 似乎是第一家太阳能集热器制造商,试图使太阳能的发热形式能够像 PV 一样大规模生产且易于订购。
该公司最近与机器人公司 ABB 合作为其抛物线槽式太阳能集热器开发了一条自动化装配线,将制造时间从每天三台缩短到每六分钟一台。目标是在每个国家都有生产线合作伙伴,可以为这些类型的应用生产收集器。
Absolicon 估计,通过使用 ABB 的机器人技术每 6 分钟生产一个太阳能集热器,他们可以使他们的太阳能槽式集热器在工业热能与化石能源相比具有成本竞争力。因此,Absolicon 将有能力成为大规模生产太阳能集热器的全球供应商,用于此应用和许多其他工业热应用。