導言：為徹底改變家庭供暖方式并減少對氣候變化的影響，水務公司正在轉向一種非傳統能源載體——污水。作為一種可靠的可再生能源解決方案，污水余熱回收（SHR）發展勢頭日益強勁。我們將深入探討污水余熱回收中的創新世界，并了解水務公司投資這一前瞻性領域的原因。

一、未被開發的熱源

污水通常被視為廢物，但卻擁有著隱形資產——恒定、穩定的溫度。這種固有特性使其成為理想的可再生熱源，但在很大程度上尚未得到開發利用。

污水余熱回收的技術關鍵包括熱交換器、電熱泵和分配系統。該過程始于污水處理廠，有著不同來源的污水在這里進行處理。

熱交換器用于將污水中的熱能轉移到水或制冷劑等獨立流體中。污水和獨立流體之間不直接接觸，確保了熱能提取的衛生與高效。

從污水中提取熱能后，通常需要進一步升溫，以達到適合住宅供暖的溫度。電熱泵在這一階段發揮著至關重要的作用。它們利用電力進一步提高已被熱交換器中加熱的流體溫度。回收的熱量可以在寒冷時節有效地為住宅供暖。

現在，升溫后的加熱流體需要一個供熱系統來有效分配至住宅或建筑物中。分配系統通常是一個管道網絡，用于將加熱液體從污水余熱回收設備輸送到住宅區。這種基礎設施可確保將從污水中提取出的熱量有效輸送給終端用戶。

二、穩定的污水溫度

污水余熱回收主要優勢之一是污水溫度全年相對穩定。與外部天氣條件不同，污水能保持穩定的溫度，提供可靠穩定的熱源。

通過利用污水中之熱能，該工藝減少了對以化石燃料為動力的傳統加熱方法的依賴。這有助于減少與住宅供暖相關的總體碳足跡，符合可持續發展和生態友好型能源實踐的要求。

三、污水余熱回收之先驅——溫哥華

加拿大溫哥華通過挖掘污水余熱回收潛力已成為可持續能源實踐的先驅。該市福溪（False Creek）地區約有6 210套公寓通過創新性利用污水中熱量取暖，使污水熱量成為可再生能源供暖的主要來源。

該市Seven35 Condo住宅區還利用污水余熱回收成功減少了150 t溫室氣體（GHG）排放，令人印象深刻。該項目使用了SHARC污水熱回收系統，目前可回收80%的能源。

在BBC一篇關于該項目的報道中，溫哥華市鄰里能源經理德里克-波普（Derek Pope）強調了污水余熱回收的變革性影響。在溫哥華街道下面，有一個污水系統網絡在散發熱量。這一過程包括戰略性地布置能源中心，配備熱泵，在污水到達污水處理廠之前將其冷卻。

通過集中和提高所提取熱量的溫度，可以生產出燙手的熱水，最高溫度可達80 °C。波普表示，該系統運行效率極高，將電能轉化為熱能的效率超過300%。

這一具有前瞻性的舉措不僅證明了污水熱能作為可再生能源的可行性，而且與溫哥華應對氣候變化的承諾不謀而合。溫哥華市建筑物排放的溫室氣體占全市排放量的50%以上，主要原因是使用天然氣取暖。利用污水中余熱為在社區范圍內減少碳排放提供了強有力的工具，尤其是在人口稠密地區。

作為溫哥華氣候緊急行動計劃的一部分，由市政府所有和運營的福溪社區能源公用事業公司的目標是到2030年實現完全可再生熱源利用。福溪的成功帶動了整個大溫哥華地區區域能源系統的擴展，許多系統采用或計劃采用污水熱能作為主要能源，這標志著傳統化石燃料的重大轉變。

盡管挑戰依然存在，包括前期資本成本和綜合城市規劃的需求，但溫哥華的污水熱能計劃為全球旨在采用可持續供熱解決方案的城市樹立了一個令人信服的典范。

四、阿姆斯特丹污水余熱回收計劃披露

阿姆斯特丹也將利污水余熱。荷蘭住房協會Lieven de Key計劃利用地區一級污水管道為1 600個住宅和學生宿舍提供供暖服務。

“Riothermie”的名字來源于荷蘭語中的“下水道”（ri?ol）和“溫暖”（armth）二字，它是一種全天候、全年無休的熱源，標志著該市向更環保、更高效城市供熱方式邁出了重要一步。

在最初懷疑聲中，Lieven de Key與專門從事排水系統的Liander公司進行了討論，并與水務局合作將這一想法付諸實踐。這一概念包括利用建筑物內的水力熱泵，從集中下水道（由淋浴、馬桶和各種家用電器產生的恒定暖流）中獲取熱量。捕獲的熱量隨后通過絕緣管道輸送到住戶家中；在此過程中，熱交換器可將熱量溫度提升到60~70 °C。

項目負責人耶羅-拉德梅克（Jeroen Rademaker）在《衛報》一篇文章中說道：“我們有一張街道被雪覆蓋的照片，而井蓋上都沒有雪。即使冬天下雪，下水道也是溫暖的，溫暖的污水一天24小時都在流動，我們應該把它收集起來。只要有較大污水管的地方，都可以這樣做。”

這一富有遠見的項目與阿姆斯特丹更廣泛的氣候應急行動計劃相一致，旨在到2030年實現完全可再生熱源。

五、全球其它著名污水余熱回收項目

同時，在荷蘭的Raalte，Waterboard Groot Salland等地通過使用4臺59 kW熱泵，利用處理過的污水加熱水，建造了一個可持續游泳池。這一舉措每年可減少137 t CO?排放，燃氣用量減少33%，每年可節省燃氣開支25 000歐元。

與此同時，瑞士繼續通過位于烏斯特的Seeblick多戶住宅展示污水余熱回收的有效性。該項目由三棟樓52個單元組成，通過利用污水中熱量為空間和水加熱，減少了157 t石油和172 000 Nm3天然氣消耗。因此，每年CO?排放量大幅減少，可達340~412 t。

這一趨勢還延伸至挪威；在奧斯陸Sandvika公司，一半熱能是由一個利用4臺熱泵的污水處理廠提供的。這項創新每年可減6 000 t CO?排放量，令人印象深刻。

在英國，人們對污水余熱回收之興趣也與日俱增，尤其是在蘇格蘭加拉謝爾斯的博德斯學院中小型試點項目取得成功之后。該項目由蘇格蘭水地平線公司（Scottish Water Horizons）和SHARC能源系統公司（SHARC Energy Systems）合作完成，于2015年12月開始運行。

該系統采用2臺400 kW熱泵，年供熱量相當于為1.9 MkW·h，可滿足該學院約95%供熱需求，且不會對當地下水道系統造成不利影響。與傳統燃氣鍋爐供熱相比，該項目每年可減少 170 t CO?排放量，并節省大量資金，每年約為10 000英鎊。

六、污水余熱回收之缺點

污水余熱回收雖然有諸多優點，但仍然需要不斷完善。一個主要問題是，實施這些系統需要大量基礎設施建設投資，這對廣泛采用這些系統構成了很大障礙。改造現有建筑物和污水系統需要大量前期投資，這可能會限制污水余熱回收大規模應用的可行性。

污水源熱泵系統容易磨損，會帶來維護方面的挑戰，因為污水中固體和碎屑可能會影響熱交換器或熱泵效率。為確保系統使用壽命和最佳性能，定期維護勢在必行。

另一個挑戰是公眾對衛生問題的抵觸情緒。克服“惡心”因素和促進公眾接受是廣泛實施污水余熱回收的潛在障礙。

雖然污水一般都能保持穩定的溫度，但由于季節變化和用水模式的波動，特別是在極端寒冷氣候條件下，可能會出現溫度變化，從而影響系統效率。

遵守監管標準對于確保回收的熱量不會影響污水處理過程至關重要。污水溫度的變化可能會影響污水處理廠的生物處理效率。

污水余熱回收可行性取決于是否有合適的、規模較大的污水處理系統。在污水管網規模較小或欠發達的地區，實施污水熱回收可能不切實際。

在污水余熱回收過程中引入電熱泵會增加能源消耗。根據電力來源不同，可能會對環境產生影響，尤其如果電力來自不可再生資源。

空間限制是另一個挑戰，特別是在人口稠密的城市區域，找到合適的熱回收基礎設施安置點可能具有挑戰性。

七、污水處理廠附近的空氣質量問題

雖然熱回收本身不會產生異味，但污水處理廠或熱回收設施附近的空氣質量問題可能會產生。在英國Great Grimsby的Anglian水務公司所管理的Pyewipe污水處理廠多年來一直受到居民投訴，議會也對此進行了討論。適當的設計和操作方法是減少這些問題的必要條件。

在污水水溫相對較低的地區，污水輸出的熱量可能不足以滿足家庭供暖需求，因此，需要額外能源。

盡管存在這些挑戰，但污水余熱回收提供了一種創新和可持續的供熱解決方案。要解決這些弊端，需要精心規劃、技術進步和社區參與，以最大限度發揮污水熱回收系統的效益。

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