25萬噸/日!碧水源/湘新水務(wù)這座污水廠如何解決水廠應(yīng)用光伏發(fā)電問題?
2022年11月,雙百聯(lián)盟在“2022(第十四屆)水業(yè)熱點論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標(biāo)桿比選活動結(jié)果。本次標(biāo)桿比選活動歷時4個月,來自32家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠進(jìn)入?yún)^(qū)域評審環(huán)節(jié),最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠上榜(33座污水廠上榜,第二期“雙百跨越”標(biāo)桿污水廠榜單發(fā)布)。
(資料圖片僅供參考)
為傳播標(biāo)桿廠優(yōu)秀建設(shè)和運(yùn)營管理經(jīng)驗,雙百聯(lián)盟將以“精細(xì)化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會化”評選維度,系統(tǒng)展示第二期標(biāo)桿廠風(fēng)采。本文以低碳化標(biāo)桿廠——碧水源長沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠為案例,向行業(yè)同仁展示該廠的低碳化特征優(yōu)勢,為污水處理廠低碳化建設(shè)提供案例支持。
長沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠在本次標(biāo)桿比選中,榮獲“低碳化—能源集約利用標(biāo)桿污水廠”稱號?!半p百跨越”污水處理標(biāo)桿聯(lián)盟顧問專家,E20研究院院長傅濤點評道:這座半地下的花園式+光伏發(fā)電的污水廠也是綠電應(yīng)用的創(chuàng)新典范,裝機(jī)容量3.6兆瓦,特別是自主專利技術(shù)的光伏板支架,既防腐又降低成本,解決了水廠應(yīng)用光伏的場景問題,很有推薦應(yīng)用價值。
01基本情況
雷鋒水質(zhì)凈化廠(一期)是湖南湘江新區(qū)首個環(huán)保型PPP項目,由政府方代表湖南湘新水務(wù)環(huán)保投資建設(shè)有限公司(占股49%)和社會資本方北京碧水源科技股份有限公司(占股50.5%)、湖南東方紅建設(shè)集團(tuán)有限公司(占股0.5%)聯(lián)合體共同投資建設(shè),由湖南湘新碧水源環(huán)境科技有限公司運(yùn)營管理。
該項目遠(yuǎn)期規(guī)劃規(guī)模50萬噸/天,占地約244畝,分兩期建設(shè),其中一期設(shè)計規(guī)模25萬噸/天,占地115畝,總投資約8.6億元。項目按照土地高效集約、低碳節(jié)能的資源型現(xiàn)代化污水處理廠理念設(shè)計,采用半地下建設(shè)型式,打造地上太陽能光伏發(fā)電+開放式花園+地下污水處理的環(huán)保典型。
本項目納污面積約73.93平方千米,服務(wù)范圍包括梅溪湖國際新城、高新區(qū)及岳麓區(qū)部分區(qū)域,規(guī)劃服務(wù)人口約95萬人?,F(xiàn)有配套污水提升泵站共3座,包括雷鋒污水提升泵站、梅溪湖核心區(qū)污水提升泵站、廠內(nèi)提升泵站,配套壓力管網(wǎng)共計22.2千米。
配套人工濕地位于黃橋大道與梅溪湖路西延線交叉口東北側(cè),雷鋒水質(zhì)凈化廠南側(cè),現(xiàn)狀龍王港(黃橋大道——梅溪湖路西線延段)東西兩側(cè)地塊內(nèi),占地面積約58畝,其中龍王港東側(cè)約40畝,西側(cè)約18畝,總綠地面積約2.12平方千米,規(guī)劃處理規(guī)模40萬噸/天。配套濕地采用傳統(tǒng)型人工濕地和高效混合濕地相結(jié)合的處理方式,內(nèi)置生態(tài)塘、表流濕地、潛流濕地,經(jīng)濕地處理后的尾水排入龍王港河道,作為龍王港流域的重要補(bǔ)水水源。
項目污水處理工藝采用“預(yù)處理+AAOA+MBR+紫外線消毒”污水處理工藝,污泥處理采用“離心脫水一體機(jī)”處理工藝,脫水后污泥含水率為80%,除臭采用“生物土壤濾池法”,硫化氫處理效果達(dá)99%以上,運(yùn)行費(fèi)用低,外觀效果好。設(shè)計出水水質(zhì)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)準(zhǔn)IV類(其中TN≤10mg/L)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)處理后的部分中水將作為市政公用水,實現(xiàn)循環(huán)利用,另大部分排入配套人工濕地,通過濕地進(jìn)入龍王港。
雷鋒水質(zhì)凈化廠(一期)項目于2018年4月1日開工建設(shè),土建按25萬噸/天規(guī)模一次建設(shè)到位,2021年1月8日完成竣工驗收;設(shè)備按12.5萬噸/天規(guī)模分兩階段安裝,其中一階段已建設(shè)安裝完畢,2019年7月30日通水調(diào)試,2019年11月27日進(jìn)入商業(yè)試運(yùn)行,于2021年1月8日進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。二階段于2022年9月30日進(jìn)入商業(yè)試運(yùn)行。
圖 1 碧水源長沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠全景
02特征優(yōu)勢
項目按照土地高效集約、低碳節(jié)能的資源型現(xiàn)代化污水處理廠理念設(shè)計,采用半地下建設(shè)型式,打造地上太陽能光伏發(fā)電+開放式花園+地下污水處理的環(huán)保典型。
雷鋒水質(zhì)凈化廠采用半地下建設(shè)型式,采用地上生態(tài)花園+太陽能光伏電站+地下污水處理的組合形式建設(shè),極大程度地降低土地占地面積,高效利用土地與空間資源,有效實現(xiàn)土地資源與空間的多重利用。利用碧水源高科技MBR膜技術(shù),使系統(tǒng)具備高效固液分離、高活性污泥濃度和高效率硝化的特性,以膜池取代傳統(tǒng)工藝中的二沉池、高效沉淀池、濾布濾池,在保持高標(biāo)準(zhǔn)出水的情況下占地面積僅為傳統(tǒng)工藝的三分之一至三分之二,實現(xiàn)土地資源的高效利用,根據(jù)《湖南省建設(shè)用地定額標(biāo)準(zhǔn)(2019試行)》,按照常規(guī)處理工藝,25萬噸/天處理規(guī)模污水處理廠建設(shè)用地指標(biāo)為212.55畝=141700平方米,噸水處理占地面積為0.5668平方米,實際雷鋒水質(zhì)凈化廠半地下建設(shè)型式采用MBR膜工藝,全廠區(qū)占地面積115畝=76667平方米,生產(chǎn)區(qū)占地面積4萬平方米,噸水處理占地面積僅為0.3067平方米。同時項目采用半地下式建設(shè)形式,形成一個三層的半地下式空間結(jié)構(gòu),上層為生態(tài)公園、中層作為巡視操作層、下層為工藝構(gòu)筑物層,箱體頂部建設(shè)生態(tài)花園與分布式光伏電站,空間高度融合,有效節(jié)約土地,實現(xiàn)污水處理廠與城市景觀的和諧統(tǒng)一。
圖 2 污水處理箱體膜池
污水處理綜合體上方是光伏發(fā)電+花園式設(shè)計,充分利用土地與空間資源,在保證污水處理功能的同時美化周邊環(huán)境,對區(qū)域內(nèi)整體環(huán)境改善、提高片區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展、土地利用價值的提升有著重要意義。光伏組建安裝在污水處理綜合體上方,共利用廠區(qū)空間面積約4萬平方米,總裝機(jī)容量3.645兆瓦,采用獨(dú)有專利技術(shù)“鋼結(jié)構(gòu)+預(yù)應(yīng)力鋼索”的新型支架形式,在不占用城市土地資源的情況下,有效實現(xiàn)資源與空間的二次利用。光伏電站于2020年6月16日并網(wǎng)發(fā)電,年日均發(fā)電量約1萬度,平均年發(fā)電量約365萬度,采用“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的模式,所有電量優(yōu)先供廠區(qū)設(shè)備使用,雷鋒水質(zhì)凈化廠年度用電量約2560萬度,其中光伏電量占比約14%。與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比,光伏發(fā)電過程簡單,可就地發(fā)電供電,即發(fā)即用,無枯竭危險,不消耗燃料,不排放廢氣,無污染,是低碳清潔的可再生能源。多余電量上傳到國家電網(wǎng),從而提高水廠能源自給率,減少碳排放、緩解城市環(huán)保壓力。
圖 3 長沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠分布式光伏發(fā)電站
03企業(yè)榮譽(yù)
雷鋒水質(zhì)凈化廠項目自通水調(diào)試至今,水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,有效的改善了龍王港流域生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)了“水清、河暢、岸綠、景美”的治理愿景。項目建設(shè)和運(yùn)營多次獲得省市勞動競賽、項目建設(shè)、安全生產(chǎn)等領(lǐng)域相關(guān)榮譽(yù),并吸引全國各地同行業(yè)水廠前來參觀交流,對項目建設(shè)運(yùn)營給予極大肯定。
2020年10月13日,人民日報推出《長沙龍王港 再現(xiàn)碧波蕩》報道,聚焦湖南湘江新區(qū)龍王港流域治理。
2020年12月14日,人民日報再次聚焦龍王港,推出《長沙龍王港全域治理 清波重現(xiàn)》報道,點贊湘江新區(qū)以“河暢、水清、岸綠、景美”為目標(biāo),強(qiáng)力推進(jìn)龍王港流域治理,不斷提升老百姓的獲得感和幸福感。
該項目獲得多項榮譽(yù),如:
2019年12月,湖南省工人先鋒號優(yōu)秀項目;
2020年6月,2019年度重點建設(shè)勞動競賽先進(jìn)單位;
2021年2月,長沙市“橘洲杯”優(yōu)質(zhì)工程;
2021年11月,湖南省建設(shè)工程“芙蓉獎”;
2021年12月,2021年度長沙市安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化班組;
2023年1月,國家優(yōu)質(zhì)工程獎。
圖 4 榮譽(yù)獎牌或證書
04未來計劃
污水工程作為城市基礎(chǔ)設(shè)施項目,以服務(wù)社會為主要目的,具有良好的環(huán)境效益和社會效益,有效改善水環(huán)境,保證了地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展,同時對周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效益有著廣泛影響。
(1)完善立體化污水系統(tǒng)管控網(wǎng)絡(luò)體系:在現(xiàn)有廠區(qū)、泵站、管網(wǎng)管理范圍內(nèi),積極開拓管理思維,形成系統(tǒng)化、規(guī)模化的污水處理立體管控網(wǎng)絡(luò)。
(2)加大中水回用力度:在現(xiàn)有中水回用基礎(chǔ)上,開拓市政雜用再生水生產(chǎn),進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)收益,多方位發(fā)揮企業(yè)效能。
(3)全力實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)提效:進(jìn)一步提升污水處理能力,最大限度應(yīng)用污水產(chǎn)能,保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo),堅守環(huán)保企業(yè)的使命。
(4)盡職履行社會責(zé)任:積極關(guān)注行業(yè)動態(tài)與相關(guān)實事,積極履行企業(yè)職責(zé),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會責(zé)任共同發(fā)展的目標(biāo)。
本文作者丁磊,為湖南湘新碧水源環(huán)境科技有限公司總經(jīng)理。
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