40座污水廠脫穎而出!盤點第一期“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠比選
2021年3月31日,E20研究院副院長,“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟秘書處秘書長肖瓊在2021(第十九屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇上分享了“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動的背景與第一期比選結(jié)果,北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司原副總工程師、“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理聯(lián)盟污泥首席專家杭世珺以及中國人民大學(xué)教授、中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任、“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理聯(lián)盟運營管理首席專家王洪臣針對此次比選活動進行了現(xiàn)場點評。
“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選緣起
良好的生態(tài)環(huán)境是人民對美好生活追求之基本,環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施是良好生態(tài)環(huán)境供給的基本保障,也是環(huán)境服務(wù)的核心載體。面對高質(zhì)量發(fā)展的未來趨勢,污水處理基礎(chǔ)設(shè)施升級勢在必行,以“樹立行業(yè)標(biāo)桿,引領(lǐng)高質(zhì)量升級方向”成為一條康莊大道。
在“雙百跨越”(即從2021建黨百年向2049建國百年邁進)的關(guān)鍵節(jié)點,2020年7月,E20攜手16家水務(wù)領(lǐng)跑企業(yè)共同發(fā)起成立“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟。(相關(guān)閱讀:引領(lǐng)行業(yè)升級方向,“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟成立)聯(lián)盟踐行“雙百跨越”行動計劃,為樹立污水處理標(biāo)桿形象,引領(lǐng)污水處理行業(yè)未來,開展了“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠比選活動。
“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟不斷走進標(biāo)桿污水廠,圍繞需求策劃價值服務(wù)。2020年3月,啟動行業(yè)專家座談與污水廠調(diào)研走訪;2020年7月,“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟籌備成立;2020年9月17日,“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選的預(yù)選榜單發(fā)布(近百座中篩選出53座);2021年2月,聯(lián)盟2021年度工作會議決定啟動第一期標(biāo)桿水廠比選活動。(相關(guān)閱讀:污水系統(tǒng)的雙百跨越——提質(zhì)增效是邁向未來第一步;“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理廠預(yù)選榜單發(fā)布,53座污水廠脫穎而出;踐行“雙百跨越” 第一期標(biāo)桿比選正式啟動;百年獻禮行——尋找百座優(yōu)秀污水處理標(biāo)桿)
比選活動以污水處理廠為評比對象,評比內(nèi)容包括污水管網(wǎng)、污水處理、污泥處理處置三大環(huán)節(jié),以安全穩(wěn)定和長效達標(biāo)為兩大基礎(chǔ),以創(chuàng)新引領(lǐng)助推污水處理領(lǐng)域向精細化、智慧化、資源化、低碳化、生態(tài)化、社會化六大方向不斷升級,并設(shè)計了16個細分榜單,從細分榜單中比選出引領(lǐng)細分領(lǐng)域發(fā)展的標(biāo)桿污水處理廠。
第一期標(biāo)桿比選活動由初選、區(qū)域評審、線上公示產(chǎn)生最終結(jié)果,其中,由聯(lián)盟顧問專家、比選專家、特聘運營評估專員共40位專家組成的評審專家組,分別參加了在上海城投水務(wù)泰和污水廠、海峽環(huán)保洋里污水廠、天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保津沽污水廠舉辦的面對面區(qū)域評審會議。專家和廠長在評審與交流的同時,面對面感受污水廠在標(biāo)桿引領(lǐng)建設(shè)方面的做法與效果。(相關(guān)新聞:標(biāo)桿比選第一場區(qū)域評審走進上海泰和污水處理廠;“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠比選福州評審會成功召開;“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選(天津站)評審會成功召開)
“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動背景與成果分享
第十九屆水業(yè)戰(zhàn)略論壇的“雙百之夜”專題活動上,首屆“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動結(jié)果揭曉,來自21個水務(wù)企業(yè)的40座污水廠榜上有名。(相關(guān)新聞:首屆“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理廠榜單發(fā)布 40座污水廠榜上有名!)聯(lián)盟秘書處秘書長肖瓊做了第一期比選的主題分享。
“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟秘書處秘書長 肖瓊
肖瓊介紹,評選結(jié)果從入圍區(qū)域評審的27家水務(wù)集團中上榜21家企業(yè),并從64座入圍污水廠中產(chǎn)生40座標(biāo)桿污水廠,其中A:B方陣運營的污水廠比例是3:2(備注:A方陣-環(huán)境(投資)運營集團 B方陣-區(qū)域環(huán)境綜合服務(wù)集團)。上榜的40座標(biāo)桿污水廠分布在全國18個省的29個城市,70%分布在南方。入圍的64座污水廠平均投運年限11年,最早投運年限距今已63年。平均設(shè)計規(guī)模19萬立方米/日,2020年平均負(fù)荷率89%,A2O為主流工藝,排放標(biāo)準(zhǔn)全部達到一級A及以上標(biāo)準(zhǔn)。
肖瓊介紹了評選的細分榜單以及部分核心指標(biāo),其中,精細化和智慧化是水務(wù)行業(yè)目前升級的重要方向。
精細化比選出2個細分榜單,有19座污水廠入圍,上榜9座。其中,運營管理標(biāo)桿污水廠在精細管理的成本控制和生產(chǎn)效果方面表現(xiàn)較優(yōu),而廠網(wǎng)一體化標(biāo)桿污水廠在管網(wǎng)維護管理及進水水質(zhì)水量管控方面表現(xiàn)突出。
成本分析對比
智慧化方面比選出4個細分榜單,32座污水廠入圍,上榜14座。其中,配備精準(zhǔn)曝氣控制的污水廠數(shù)量最多,有18座。智慧化手段可以助力節(jié)約人力成本,64座污水廠單位人員配置的平均值為4人/萬噸,而智能值守標(biāo)桿污水廠單位人員配置為1人/萬噸。
資源化方面比選出2個細分榜單,14座污水廠入圍,5座上榜。目前,行業(yè)現(xiàn)狀是城市污水在資源化利用上極小部分實現(xiàn)了商業(yè)化,這部分用戶多為工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)。入圍的污水廠中,再生水工業(yè)利用的最高價格接近6元/噸,平均價格為2.9元/噸。另一方面,生態(tài)補水、市政雜用等成為再生水利用的主要途徑,但很難產(chǎn)生直接的付費價值。
電耗數(shù)據(jù)分析對比
低碳化方面比選出3個細分榜單,8座污水廠入圍,上榜5座。城市污水廠正由節(jié)能降耗向綠色低碳循環(huán)、系統(tǒng)融合的方向轉(zhuǎn)型,但目前行業(yè)低碳化才剛剛起步。入圍的64座污水廠中最低單噸電耗達到0.12kWh/噸,最高單噸電耗0.69kWh/噸,而地下污水廠和地上污水廠的單位運營電耗差距較大,其中,地下污水廠平均電耗0.73kWh/噸。(剔除可再生能源利用及污泥處置發(fā)電耗電等外部電耗,剔除地下污水廠提升排放、通風(fēng)等高電耗因素影響)此外,工藝選擇及南北差異均對能耗影響明顯。
占地空間分析對比
生態(tài)化指標(biāo)比選出3個細分榜單,18座污水廠入圍,上榜10座。城市污水廠逐漸由工廠(灰)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉?資源中心(綠)、城市生態(tài)綜合體(美)。在土地價值越來越集中的城市核心區(qū)域,地下污水廠的空間價值開發(fā)越來越受到重視,這對污水廠的通風(fēng)條件、噪聲控制等提出更高要求,廠界周邊的噪聲平均<45dB,廠區(qū)、生產(chǎn)區(qū)域的平均噪聲<50dB將是標(biāo)桿污水廠追求的目標(biāo)。
社會化指標(biāo)比選中產(chǎn)生2個細分榜單,18座污水廠入圍,上榜10座。污水廠逐漸由環(huán)境服務(wù)功能單元向行業(yè)服務(wù)單元、百姓休閑娛樂場所轉(zhuǎn)變。在開拓環(huán)境行業(yè)教育方面,64座入圍標(biāo)桿污水廠年接待環(huán)境主題教育參觀人數(shù)在2000人次以上,年接待實習(xí)人數(shù)在500人次以上,年均接待公眾參觀在2200余人次。
肖瓊表示,標(biāo)桿引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量升級之路任重道遠,第一期比選的40個標(biāo)桿污水廠只是“單項冠軍”,距離綜合全能型冠軍還有很長的路,這僅僅只是拉開了“雙百跨越”新征程的序幕,期待2049年百座全能冠軍的誕生。
道不孤,必有鄰。污水處理標(biāo)桿比選活動是一項公益活動,肩負(fù)著行業(yè)使命。肖瓊呼吁水務(wù)企業(yè)、行業(yè)專家共同努力,攜手承擔(dān)行業(yè)責(zé)任,積極擔(dān)當(dāng)引領(lǐng)行業(yè)升級建設(shè)的主人。歡迎更多的行業(yè)同仁加入到聯(lián)盟和標(biāo)桿比選活動中來,共創(chuàng)現(xiàn)在、共贏未來。
聯(lián)盟顧問專家杭世珺對標(biāo)桿污水廠進行點評
作為聯(lián)盟的顧問專家,杭世珺參加了2場標(biāo)桿比選的區(qū)域評審會議,她在對標(biāo)桿污水廠進行專業(yè)評審的同時,也從污水廠的運營管理、資源化開發(fā)和低碳化等方面對上榜的標(biāo)桿污水廠進行了詳細的點評。
“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理聯(lián)盟污泥首席專家 杭世珺
在精細化運營管理方面,杭世珺表示:
首先,標(biāo)桿污水廠做到了出水水質(zhì)的長效達標(biāo),做到了精準(zhǔn)加藥、精確曝氣、精準(zhǔn)排泥等,在水量自動調(diào)節(jié)、全流程水質(zhì)在線監(jiān)測,以及在人員、庫存、資料、安全管理方面的管控較為細致。
第二,標(biāo)桿污水廠做到了關(guān)鍵環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制,比如對生物系統(tǒng)進行預(yù)警監(jiān)控,系統(tǒng)內(nèi)溶解氧/曝氣量的合理控制,合理的排泥方式以及排泥量,滿足加藥量的同時最大程度地減少藥量的浪費。
第三,在智能管控平臺應(yīng)用方面,污水廠能做到集中監(jiān)控,搭建生化處理模型,整合各種不同的PLC平臺,完善報表系統(tǒng),模擬出水水質(zhì)結(jié)果,做到全廠一張圖,一個平臺從多維度呈現(xiàn)管理信息。
杭世珺對精細化建設(shè)突出的標(biāo)桿污水廠實際案例進行了分析。
上海白龍港污水處理廠作為亞洲最大規(guī)模的污水廠,2020年全年污水處理量達到了11.4億立方米,相當(dāng)于84個西湖水量,COD消解量達到28萬噸,占上海COD總排量的三分之一。在大體量下的長效達標(biāo)和穩(wěn)定運營得益于無處不在的精細化管理。
污水廠采用活性污泥沉降比自動監(jiān)測和分析系統(tǒng),自動采集沉降比及水量數(shù)據(jù),建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌厥?,中控室根?jù)收到的數(shù)據(jù)進行分析,以此達到實時合理的排泥方式以及排泥量,對生物系統(tǒng)進行預(yù)警加強監(jiān)控。這個是比較有特色的精細管控閉環(huán)。
上海白龍港污水處理廠另外一個特色是封閉式智能巡檢系統(tǒng),它可以實現(xiàn)封閉式環(huán)境中的曝氣情況、曝氣設(shè)備、活性污泥感官性狀等巡檢,自動識別異常的種類、異常的位置和提出處理建議。具有觀察范圍廣,避免發(fā)生人身安全等優(yōu)勢。
北京高碑店污水處理廠是一百萬噸處理規(guī)模的大型污水處理廠,運行已有28年,非常穩(wěn)定。能夠產(chǎn)生高品質(zhì)的再生水是它的一大特色,再生水產(chǎn)量能達到3.2億方,而且全部進行了資源化利用。另外,沼氣發(fā)電和水源熱泵,也實現(xiàn)了能源的最大化利用。
運營管理方面,北京高碑店污水處理廠把以前各個年份的生產(chǎn)管控經(jīng)驗和管理模式進行總結(jié)提煉,制成一個全流程的生產(chǎn)體系口袋書,讓巡檢人員隨身攜帶。他們還精細分析出各個單元的成本管控要點,做成一個可視化的成本管控的指南針,也放在運營管理人員的身上攜帶。他們還將核心工藝環(huán)節(jié)優(yōu)化運行經(jīng)驗進行提煉,固化在刻錄機里,一線人員隨身攜帶。它是多維度的、全流程的調(diào)控,可實現(xiàn)不同季節(jié)、各種功能性的精準(zhǔn)調(diào)控,使水質(zhì)能夠精準(zhǔn)達標(biāo)。它也能夠在中控室彈窗,反映問題。還有就是碳源的聯(lián)動,精細脫碳的處理方式,這些是高碑店污水處理廠非常有特色的地方。
常州市江邊污水處理廠榮獲了國家優(yōu)質(zhì)工程獎、全國十佳污水處理廠等榮譽稱號,它的特點是優(yōu)化了全過程管理與安全風(fēng)險控制。它的控制核心是生化反應(yīng)池,控制關(guān)鍵是二沉池,在這兩個關(guān)鍵點上進行了一個全流程的運營管理系統(tǒng)。
重慶中法唐家沱污水處理廠進水濃度很高,實際進水超過設(shè)計的50%以上,但是仍然能夠進行高效的處理和運營,保證出水的穩(wěn)定達標(biāo)。主要特色是污水廠采取的精準(zhǔn)曝氣系統(tǒng),它根據(jù)進水水質(zhì)進行分析運算,計算出生物池的DO,并與精準(zhǔn)曝氣系統(tǒng)直接對接,實現(xiàn)生物池的自動運行。
在資源化與低碳化標(biāo)桿建設(shè)方面的點評:
污水廠在再生水利用方面的主要方式包括廠內(nèi)回用、生態(tài)補水和市政雜用。節(jié)能降耗上,在風(fēng)機、提升泵上進行了很多技改。能源發(fā)電主要是光伏板、厭氧沼氣發(fā)電。污水的熱能利用主要是污水源熱泵。一些標(biāo)桿廠做到了污泥資源利用,主要包括磷回收、無害化資源利用等,但是能做到這些的污水廠相對來說比較少一點。
在具體的實際案例點評方面:
洛陽瀍東污水處理廠積極推進光伏項目,2020年6月正式并網(wǎng),發(fā)電總裝機容量為734.58KW,年最大發(fā)電量可達65萬KW·h。通過加強節(jié)能降耗,持續(xù)推進技改項目,持續(xù)實現(xiàn)能耗成本的逐年下降。
2020年睢縣全年電能自給表
商丘睢縣第三污水處理廠是一個污水概念廠,采用DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù),對有機廢棄物協(xié)同處理和資源化利用,綜合解決區(qū)域內(nèi)有機廢棄物的污染問題,生產(chǎn)生物天然氣和有機肥等資源化產(chǎn)品。每天的沼氣量能達到2500立方米。睢縣的資源化循環(huán)效益非常好,全年電能自給率>45%,從2020年全年的電量自給表就能看出來。
合肥市朱磚井污水處理廠是安徽首座SBR工藝達到了類地表Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),他們的特點很突出,而且藥劑使用量低,電耗也非常低。2020年度電耗成本為0.099元/噸水;碳源藥劑單耗為0.019元/噸水;消毒藥劑單耗為0.012/噸水;除磷藥劑單耗為0.018元/噸水。
這個污水廠進行了進水提升泵技改和曝氣風(fēng)機優(yōu)化,技改前水泵長期運行于低效率區(qū)間,改造后水泵平均效率值提高8-9%,全年節(jié)約電費可達30萬元左右。原羅茨風(fēng)機曝氣不足、能耗高、噪音大,更換空氣懸浮鼓風(fēng)機后,能耗較原風(fēng)機降低約40%。
杭世珺最后表示,污水廠要在保障環(huán)境基本要求排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下,結(jié)合六化(精細化、智慧化、資源化、低碳化、生態(tài)化、社會化方向),實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,滿足人民的生活需要,提高人民的滿意度。
聯(lián)盟顧問專家王洪臣對標(biāo)桿污水廠進行點評
王洪臣針對精細化、智慧化、生態(tài)化、社會化之下的10個榜單進行了介紹,他著重對當(dāng)前的行業(yè)現(xiàn)狀進行了分析。
“雙百跨越”標(biāo)桿污水處理聯(lián)盟運營管理首席專家 王洪臣
分析介紹的榜單
王洪臣提到,因管網(wǎng)產(chǎn)權(quán)和運營管理權(quán)與污水廠的運營管理權(quán)的分離,導(dǎo)致目前大部分水廠還是難以實現(xiàn)廠網(wǎng)一體管理。
在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制方面,從精準(zhǔn)加藥、精準(zhǔn)曝氣、精準(zhǔn)排泥、精準(zhǔn)除砂等環(huán)節(jié)的控制管理來看,入圍的水廠全部做到精準(zhǔn)控制的不到10%,其中做到精準(zhǔn)曝氣環(huán)節(jié)控制的水廠數(shù)量較多。
在少人值守方面,入圍的標(biāo)桿水廠平均配置是4人/萬噸設(shè)計處理規(guī)模,而標(biāo)桿水廠的數(shù)據(jù)是不到1人/萬噸設(shè)計處理規(guī)模,真正實現(xiàn)白天無人值守、夜晚少人值守的狀態(tài)。
空間高效利用上,目前還是以地下水廠為主。入圍的污水廠平均單位設(shè)計規(guī)模占地面積為1.1平方米/噸,而地下污水處的平均單位占地面積為0.53平方米/噸。地上空間的利用主要途徑是辦公場所、停車場、公園等公共區(qū)域,地下空間利用主要是辦公、展覽展示等。
目前工況比較優(yōu)良的主要以地下污水處理廠為主。其中噪音控制為核心項,但注重此項控制的水廠并不多。
生態(tài)優(yōu)美污水廠打造上,多以廠區(qū)綠化,生態(tài)公園、生態(tài)濕地等景觀環(huán)境打造為主,形成區(qū)域性的花園式污水廠, “鄰避”變?yōu)椤班徖薄?/p>
目前污水廠主要是以向社會公眾提供免費的休閑打卡場所、生態(tài)公眾的方式達到社會公眾的認(rèn)可。還沒有達到一種自然吸引游客、知名景點、產(chǎn)生悠閑娛樂經(jīng)濟效應(yīng)的狀態(tài)。
環(huán)境教育基本上處于比較淺層的階段,以接待實習(xí)和環(huán)境主題教育為主。相對優(yōu)秀的標(biāo)桿污水廠每年能接待實習(xí)的人數(shù)在500人次以上;接待環(huán)境主題教育參觀的人數(shù)在2000人以上,算是比較優(yōu)秀的。
王洪臣表示,當(dāng)前我國的污水處理廠還有很多地方需要提升,精細化程度和科學(xué)的運營管理程度還差得非常遠,期待行業(yè)未來一同把它做好。
標(biāo)桿污水廠代表樊昱昕介紹泰和污水廠
標(biāo)桿比選活動介紹及點評的最后環(huán)節(jié),上海城投污水處理有限公司泰和污水處理廠副廠長、高級工程師樊昱昕作為標(biāo)桿污水廠代表,在論壇上分享了上海市泰和污水處理廠的建設(shè)經(jīng)驗。
泰和污水處理廠作為上海市規(guī)模最大的全地下污水處理廠,也是全國最大的全流程地下式污水處理廠,對標(biāo)“最高標(biāo)準(zhǔn)”、“最好水平”,運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、云技術(shù)、移動互聯(lián)等新興信息技術(shù),打造出一座“感知智能化、運維信息化、設(shè)施數(shù)字化、管理精細化”的智慧污水處理廠,實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、精細化的安全綠色運維。
樊昱昕