EcoPulse專欄 No. 1, 2025年3月
通過中國45個綠色低碳標桿廠,解碼污水處理行業的綠色革命
專欄開篇
作為專欄的開篇文章,我們從發改委已經公布的45個綠色低碳標桿廠出發,解碼這場中國污水處理廠的綠色革命。
這些標桿廠不僅在處理效率和質量上表現優異,更在能源資源循環利用、節能減排等方向做出積極探索和示范,他們的經驗和實踐也在向行業傳遞,通過引進先進的技術和管理理念,傳統污水處理廠也可以向綠色低碳廠的華麗轉身,實現綠色環保與及經濟效益的雙贏,為行業綠色發展提供借鑒和啟示。
當2025年政府工作報告將“協同推進降碳減污擴綠增長”作為環保工作的總基調,兩會的“部長通道”里“降碳、增綠、護生態”作為行業聚焦時,污水處理行業正在迎來一場綠色的革命,綠色標桿廠的建設成為了推動行業綠色革命的關鍵力量。
01|標桿污水廠分類
發改委官網2024年11月公布了第一批共45個具有代表性的污水處理綠色低碳標桿廠名單和經驗做法,標桿水廠共被分為高效減污節能降耗類、資源能源循環利用類、技術管理協同創新類和綜合示范四大類。這四類標桿廠的數量占比情況如下:
接下來我們依次分析這四類標桿廠技術應用、經驗做法,供大家參考。
02|綜合示范類標桿廠
在所有標桿廠中,綜合示范類數量最多,共有16個項目,占比超過36%。這類項目是集高效減污、節能降耗、資源能源循環利用和技術管理創新于一體的綜合性示范項目,多為標桿中的標桿。
01
經驗做法
這類標桿廠更加注重污水處理的資源化利用。涉及的范圍例如:
a)擴展再生水利用場景:將再生水廣泛應用于市政雜用、生態補水、工業等;
b)加強能源回收利用:利用沼氣、光伏和風力等發電;污水源/再生水源熱泵技術供熱供冷;推進“源網荷儲”一體化建設,優化能源結構;耦合污泥消化與熱解氣化供能;自產蒸汽與市政蒸汽并網;區域能源站回收污水余熱為周邊建筑供能。
c)加大污泥資源化利用。采用高級厭氧消化技術,協同市政餐廚垃圾處理;建立污泥資源中心,用于土壤改良、林地和礦山修復、制作有機肥等;通過污泥干化技術,用于燒制環保磚等;周邊電廠余熱蒸汽用于污泥干化,后摻燒發電。
02
頭部企業的項目參與情況
頭部企業的項目參與情況,北京排水的3個北京再生水廠項目(高安屯、高碑店、酒仙橋),首創環保呼和浩特市辛辛板污水處理廠項目,北控水務杭州市余杭污水處理廠(四期)項目,碧水源陜西西安經開草灘污水處理廠項目,上海城投上海市泰和污水處理廠,廈門水務廈門市高崎水質凈化廠等。
03
精選案例
北控水務余杭污水處理廠四期,采用“全地下雙層加蓋”建設形式,是余杭區首座地下科技型污水處理廠,也是實現“廠、網、河”一體化智慧運營的重要實踐。污水廠通過設備改造、工藝優化調控、清潔能源回收利用、創新工作等多種措施,推進高效減污節能降耗,并利用“數字孿生”“仿真模擬”“智能識別”等系統,實現了污水處理設施的智能化、精細化管理。
(本文圖片全部來自網絡)
首創環保辛辛板污水處理廠:承擔著嚴重缺水型城市呼和浩特市主城區1/3的污水處理任務,該項目先后開發了“智慧運營系統”、“藥劑配置數據庫”、“設備運維保系統”等多套信息化系統。推進高效減污節能降耗技術應用,使用多級多段AO、MBBR,大幅減少碳源投加和電能消耗,并探索性開展污水處理全過程碳排放評估和核算,系統推動污水收集處理減污降碳協同增效。
北排集團的高安屯再生水廠,也是推動污水、污泥共治,餐廚系統,多能耦合,能源自給的低碳示范項目。高安屯再生水廠已在廠區內敷設分布式光伏發電設施,年發電量約183萬度。此外,再生水廠還通過綜合運用精確曝氣、精確脫氮、高級厭氧消化耦合沼氣熱電聯產、厭氧氨氧化、水源熱泵、再生水及污泥資源化利用等多項技術實現減碳、固碳。
03|技術管理系統創新
項目數量第二多的是技術管理系統創新類,共有14個標桿項目,占比31%。
01
經驗做法
這些項目在引進和自主研發新技術、新工藝的同時,他們還注重管理創新,建立了完善的污水處理管理體系,提高了污水處理的效率和質量。例如,引入物聯網、BIM技術構建全覆蓋、高度集成的智慧水務運維管理平臺,開發各種智慧運營系統、藥劑配置數據庫、機器人巡檢管理平臺等。
一些項目還在建設集污水處理、生活垃圾焚燒、市政污泥處理三大循環經濟產業鏈于一體的循環產業園推進產業集群發展方向有所貢獻。
02
頭部企業的項目參與情況
這其中包括首創環保的太原市城南污水處理廠項目,南京水務的南京市橋北污水處理廠,碧水源的湖北十堰市神定河污水處理廠,深圳水務的福田水質凈化廠一期;興蓉環境的成都市第九再生水廠等項目。
03
精選案例
南京水務的南京橋北污水處理廠,總處理規模20萬t/d,主體工藝采用改良AAO工藝和深度處理工藝(高效混凝沉淀池+深床濾池),蘇伊士環境科技為該項目提供了Denifor V反硝化V型濾池。該項目中,反硝化濾池采用全自動控制系統,并對投加的碳源量進行了精確控制,維護簡單,可以實現全自動無人值守,同時,項目還通過構建強化凈化單元、生態廊道、深度處理區,對橋北污水處理廠尾水進行生態處理,增強水體自凈能力,實現“水清、岸綠、景美”。
深圳水務福田水質凈化廠一期,該項目是亞洲第一座最大規模半地下式水質凈化廠,日處理能力40萬噸,采用雙層半地下結構設計,屋頂下是污水處理構筑物,屋頂上是7.6萬平方米的足球運動主題公園。通過‘互聯網+’、信息化技術、智慧廠站平臺、精確曝氣、精確加藥、智能安全帽等智慧化手段,實現了生產運營人員精簡高效,40萬噸處理量,運營工作人員僅22人,人均處理污水量達到1.8萬噸。
04|高效減污節能降耗
項目數量排名第三的是高效減污節能降耗類,共有8個標桿項目,占比18%。
01
經驗做法
采用先進的污水處理技術和設備提高污水處理效率,降低能耗和物耗,即實現了污染治理,實現節約了能源消耗,實現了經濟效益。涉及的方向有:
a)推進高效減污:如,硫自養反硝化深度脫氮技術、AOA 處理工藝、深度除磷技術等;多段多級A/O工藝,多點進水,減少內回流;優化工藝系統控制參數,實現“零碳源”投加。
b)優化碳源選擇。如,采用復合碳源或利用餐廚廢液、啤酒廢液等作為替代碳源。
c)推進節能降耗。如,改進MBBR工藝,提高氧氣利用率;采用節能型MBR膜技術;應用基于氨氮負荷的精確曝氣系統、全變頻設備管理曝氣風機和水泵等;開展新型攪拌器替換等設備更新改造。
02
頭部企業的項目參與情況
中持水務的無錫市宜興城市污水資源概念廠,北控水務的洛陽市澗西污水處理廠,重慶水務的重慶市長灘污水處理廠等。
03
精選案例的技術應用
中持水務的宜興城市污水資源概念廠:該廠不僅采用了中持水務的珊氮?(硫自養反硝化濾池產品)實現了無需投加外部碳源,水廠內的有機質協同處理中心會將污水處理環節中產生的污泥以及餐廚垃圾、秸稈及藍藻等協同厭氧消化生成沼氣進行發電,實現滿負荷狀態下100%能源自給。
同時,沼渣進行好氧堆肥作為實驗農田植被的種植用土,降低污泥處理成本,間接降低二氧化碳排放,此外,該廠同時還是國家工程研究中心技術驗證基地,持續技術創新。
北控水務洛陽市澗西污水處理廠:運營規模30萬噸/天,污水廠積極探索高效減污、節能降耗路徑,通過優化工藝,實現零碳源投加;強化工藝技術改進,開展MBBR工藝改進、采用先進的CFBR工藝等,大幅提高氧氣利用率,降低曝氣能耗,并推動一系列自主創新及應用,在節能降耗方面成果顯著。
05|微資源能源循環利用
資源能源循環利用類項目數量在第一批45個項目總最少,共7個標桿項目,占比15%。
01
經驗做法
這類標桿廠則更加注重污水處理的資源化利用。涉及的范圍例如:
a)擴展再生水利用場景:將再生水廣泛應用于市政雜用、生態補水、工業等;
b)加強能源回收利用:利用沼氣、光伏和風力等發電;污水源/再生水源熱泵技術供熱供冷;推進“源網荷儲”一體化建設,優化能源結構;耦合污泥消化與熱解氣化供能;自產蒸汽與市政蒸汽并網;區域能源站回收污水余熱為周邊建筑供能。
c)加大污泥資源化利用。采用高級厭氧消化技術,協同市政餐廚垃圾處理;建立污泥資源中心,用于土壤改良、林地和礦山修復、制作有機肥等;通過污泥干化技術,用于燒制環保磚等;周邊電廠余熱蒸汽用于污泥干化,后摻燒發電。
02
頭部企業的項目參與情況
頭部企業的項目參與情況,北京排水的3個北京再生水廠項目(高安屯、高碑店、酒仙橋),首創環保呼和浩特市辛辛板污水處理廠項目,北控水務杭州市余杭污水處理廠(四期)項目,碧水源陜西西安經開草灘污水處理廠項目,上海城投上海市泰和污水處理廠,廈門水務廈門市高崎水質凈化廠等。
03
精選案例
青島水務的青島團島污水處理廠:市政污泥采用中溫厭氧消化工藝,在實現污泥減量和穩定化的同時,回收高熱值的沼氣,并利用沼氣進行發電用于本廠生產,從而實現資源利用節能減碳的目的;協同處理啤酒廠廢水,打造上下游產業的協同資源化利用新模式;不斷拓展尾水的利用渠道,提供高品質的市政雜用水和清潔能源,打造全過程的資源綜合利用和綠色低碳發展模式。污水熱源泵系統利用本廠出水中蘊含的熱能作為冷熱源,為包括青島水務環境調度中心在內的13000平方米的辦公面積供冷和供暖,年用水量達60多萬噸。
碧水源的長沙市湘江新區梅溪湖(雷鋒)水質凈化廠:該項目是地上太陽能光伏發電+開放式花園+地下污水處理的環保典型。此外,建設有智慧水務系統,可實現精確曝氣,既能保障污水處理廠設備連續穩定運行,又可實現節能降耗。
通過污水處理工藝、低碳減排措施、污泥資源化等方式,我們分析了標桿廠的技術應用情況,大致如下:
高效減污技術維度:硫自養反硝化深度脫氮技術、AOA處理工藝、深度除磷技術、多段多級A/O工藝、改進MBBR工藝、節能型MBR工藝等;
能源回收維度:利用沼氣、光伏、水源熱泵;耦合污泥消化與熱水解氣化供能;
資源化利用維度:采用復合碳源或利用餐廚廢液、啤酒廢液等作為替代碳源;采用污泥高級厭氧消化技術協同市政餐廚垃圾處理;利用污泥干化技術燒制環保磚;利用電廠余熱蒸汽干化污泥等;
智慧化維度:利用大數據、物聯網、BIM技術構建水務運維管理平臺,開發各種智慧運營系統、藥劑配置數據庫、精準曝氣系統、機器人巡檢管理平臺等。
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排版:《凈水技術》 編輯 李濱妤
審核:《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼
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