25萬(wàn)噸/日!碧水源/湘新水務(wù)這座污水廠(chǎng)如何解決水廠(chǎng)應用光伏發(fā)電問(wèn)題?
2022年11月,雙百聯(lián)盟在“2022(第十四屆)水業(yè)熱點(diǎn)論壇”發(fā)布了第二期“雙百跨越”污水處理標桿比選活動(dòng)結果。本次標桿比選活動(dòng)歷時(shí)4個(gè)月,來(lái)自32家水務(wù)企業(yè)的73座污水處理廠(chǎng)進(jìn)入區域評審環(huán)節,最終25家水務(wù)企業(yè)的33座污水廠(chǎng)上榜(33座污水廠(chǎng)上榜,第二期“雙百跨越”標桿污水廠(chǎng)榜單發(fā)布)。
(資料圖片僅供參考)
為傳播標桿廠(chǎng)優(yōu)秀建設和運營(yíng)管理經(jīng)驗,雙百聯(lián)盟將以“精細化-智慧化-資源化-低碳化-生態(tài)化-社會(huì )化”評選維度,系統展示第二期標桿廠(chǎng)風(fēng)采。本文以低碳化標桿廠(chǎng)——碧水源長(cháng)沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠(chǎng)為案例,向行業(yè)同仁展示該廠(chǎng)的低碳化特征優(yōu)勢,為污水處理廠(chǎng)低碳化建設提供案例支持。
長(cháng)沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠(chǎng)在本次標桿比選中,榮獲“低碳化—能源集約利用標桿污水廠(chǎng)”稱(chēng)號?!半p百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟顧問(wèn)專(zhuān)家,E20研究院院長(cháng)傅濤點(diǎn)評道:這座半地下的花園式+光伏發(fā)電的污水廠(chǎng)也是綠電應用的創(chuàng )新典范,裝機容量3.6兆瓦,特別是自主專(zhuān)利技術(shù)的光伏板支架,既防腐又降低成本,解決了水廠(chǎng)應用光伏的場(chǎng)景問(wèn)題,很有推薦應用價(jià)值。
01基本情況
雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)(一期)是湖南湘江新區首個(gè)環(huán)保型PPP項目,由政府方代表湖南湘新水務(wù)環(huán)保投資建設有限公司(占股49%)和社會(huì )資本方北京碧水源科技股份有限公司(占股50.5%)、湖南東方紅建設集團有限公司(占股0.5%)聯(lián)合體共同投資建設,由湖南湘新碧水源環(huán)境科技有限公司運營(yíng)管理。
該項目遠期規劃規模50萬(wàn)噸/天,占地約244畝,分兩期建設,其中一期設計規模25萬(wàn)噸/天,占地115畝,總投資約8.6億元。項目按照土地高效集約、低碳節能的資源型現代化污水處理廠(chǎng)理念設計,采用半地下建設型式,打造地上太陽(yáng)能光伏發(fā)電+開(kāi)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、高新區及岳麓區部分區域,規劃服務(wù)人口約95萬(wàn)人?,F有配套污水提升泵站共3座,包括雷鋒污水提升泵站、梅溪湖核心區污水提升泵站、廠(chǎng)內提升泵站,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(xiàn)交叉口東北側,雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)南側,現狀龍王港(黃橋大道——梅溪湖路西線(xiàn)延段)東西兩側地塊內,占地面積約58畝,其中龍王港東側約40畝,西側約18畝,總綠地面積約2.12平方千米,規劃處理規模40萬(wàn)噸/天。配套濕地采用傳統型人工濕地和高效混合濕地相結合的處理方式,內置生態(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水水源。
項目污水處理工藝采用“預處理+AAOA+MBR+紫外線(xiàn)消毒”污水處理工藝,污泥處理采用“離心脫水一體機”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99%以上,運行費用低,外觀(guān)效果好。設計出水水質(zhì)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB18918-2002)準IV類(lèi)(其中TN≤10mg/L)標準,經(jīng)處理后的部分中水將作為市政公用水,實(shí)現循環(huán)利用,另大部分排入配套人工濕地,通過(guò)濕地進(jìn)入龍王港。
雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)(一期)項目于2018年4月1日開(kāi)工建設,土建按25萬(wàn)噸/天規模一次建設到位,2021年1月8日完成竣工驗收;設備按12.5萬(wàn)噸/天規模分兩階段安裝,其中一階段已建設安裝完畢,2019年7月30日通水調試,2019年11月27日進(jìn)入商業(yè)試運行,于2021年1月8日進(jìn)入商業(yè)運行。二階段于2022年9月30日進(jìn)入商業(yè)試運行。
圖 1 碧水源長(cháng)沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠(chǎng)全景
02特征優(yōu)勢
項目按照土地高效集約、低碳節能的資源型現代化污水處理廠(chǎng)理念設計,采用半地下建設型式,打造地上太陽(yáng)能光伏發(fā)電+開(kāi)放式花園+地下污水處理的環(huán)保典型。
雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)采用半地下建設型式,采用地上生態(tài)花園+太陽(yáng)能光伏電站+地下污水處理的組合形式建設,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(shí)現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,以膜池取代傳統工藝中的二沉池、高效沉淀池、濾布濾池,在保持高標準出水的情況下占地面積僅為傳統工藝的三分之一至三分之二,實(shí)現土地資源的高效利用,根據《湖南省建設用地定額標準(2019試行)》,按照常規處理工藝,25萬(wàn)噸/天處理規模污水處理廠(chǎng)建設用地指標為212.55畝=141700平方米,噸水處理占地面積為0.5668平方米,實(shí)際雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)半地下建設型式采用MBR膜工藝,全廠(chǎng)區占地面積115畝=76667平方米,生產(chǎn)區占地面積4萬(wàn)平方米,噸水處理占地面積僅為0.3067平方米。同時(shí)項目采用半地下式建設形式,形成一個(gè)三層的半地下式空間結構,上層為生態(tài)公園、中層作為巡視操作層、下層為工藝構筑物層,箱體頂部建設生態(tài)花園與分布式光伏電站,空間高度融合,有效節約土地,實(shí)現污水處理廠(chǎng)與城市景觀(guān)的和諧統一。
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+花園式設計,充分利用土地與空間資源,在保證污水處理功能的同時(shí)美化周邊環(huán)境,對區域內整體環(huán)境改善、提高片區的可持續性發(fā)展、土地利用價(jià)值的提升有著(zhù)重要意義。光伏組建安裝在污水處理綜合體上方,共利用廠(chǎng)區空間面積約4萬(wàn)平方米,總裝機容量3.645兆瓦,采用獨有專(zhuān)利技術(shù)“鋼結構+預應力鋼索”的新型支架形式,在不占用城市土地資源的情況下,有效實(shí)現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(wàn)度,平均年發(fā)電量約365萬(wàn)度,采用“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的模式,所有電量?jì)?yōu)先供廠(chǎng)區設備使用,雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)年度用電量約2560萬(wàn)度,其中光伏電量占比約14%。與傳統火力發(fā)電相比,光伏發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)單,可就地發(fā)電供電,即發(fā)即用,無(wú)枯竭危險,不消耗燃料,不排放廢氣,無(wú)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(chǎng)能源自給率,減少碳排放、緩解城市環(huán)保壓力。
圖 3 長(cháng)沙市梅溪湖(雷鋒)水質(zhì)凈化廠(chǎng)分布式光伏發(fā)電站
03企業(yè)榮譽(yù)
雷鋒水質(zhì)凈化廠(chǎng)項目自通水調試至今,水質(zhì)穩定達標排放,有效的改善了龍王港流域生態(tài)環(huán)境,實(shí)現了“水清、河暢、岸綠、景美”的治理愿景。項目建設和運營(yíng)多次獲得省市勞動(dòng)競賽、項目建設、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(chǎng)前來(lái)參觀(guān)交流,對項目建設運營(yíng)給予極大肯定。
2020年10月13日,人民日報推出《長(cháng)沙龍王港 再現碧波蕩》報道,聚焦湖南湘江新區龍王港流域治理。
2020年12月14日,人民日報再次聚焦龍王港,推出《長(cháng)沙龍王港全域治理 清波重現》報道,點(diǎn)贊湘江新區以“河暢、水清、岸綠、景美”為目標,強力推進(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(diǎn)建設勞動(dòng)競賽先進(jìn)單位;
2021年2月,長(cháng)沙市“橘洲杯”優(yōu)質(zhì)工程;
2021年11月,湖南省建設工程“芙蓉獎”;
2021年12月,2021年度長(cháng)沙市安全生產(chǎn)標準化班組;
2023年1月,國家優(yōu)質(zhì)工程獎。
圖 4 榮譽(yù)獎牌或證書(shū)
04未來(lái)計劃
污水工程作為城市基礎設施項目,以服務(wù)社會(huì )為主要目的,具有良好的環(huán)境效益和社會(huì )效益,有效改善水環(huán)境,保證了地區的可持續發(fā)展,同時(shí)對周邊區域的經(jīng)濟效益有著(zhù)廣泛影響。
(1)完善立體化污水系統管控網(wǎng)絡(luò )體系:在現有廠(chǎng)區、泵站、管網(wǎng)管理范圍內,積極開(kāi)拓管理思維,形成系統化、規?;奈鬯幚砹Ⅲw管控網(wǎng)絡(luò )。
(2)加大中水回用力度:在現有中水回用基礎上,開(kāi)拓市政雜用再生水生產(chǎn),進(jìn)一步增加經(jīng)濟收益,多方位發(fā)揮企業(yè)效能。
(3)全力實(shí)現穩產(chǎn)提效:進(jìn)一步提升污水處理能力,最大限度應用污水產(chǎn)能,保證出水穩定達標,堅守環(huán)保企業(yè)的使命。
(4)盡職履行社會(huì )責任:積極關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)與相關(guān)實(shí)事,積極履行企業(yè)職責,實(shí)現經(jīng)濟效益與社會(huì )責任共同發(fā)展的目標。
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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