上海純水設備解讀：水處理行業(yè)發(fā)展低碳勢在必行，BEAOA和北控速溶顆粒兩款技術重點介紹
【上海水處理設備網www.ppyswfy.cn】4月27日上午，北控水務集團在北京召開“創(chuàng)新求實，突破領先”技術發(fā)布會，首次公開發(fā)布BEAOA和北控速溶顆粒兩款技術產品。 兩種技術都是有重點的。 BEAOA是由北控水務與中國工程院院士彭永臻合作開發(fā)的一種高效深度脫氮除磷處理新工藝。它已成為污水處理過程中減少污染和碳的利器。目前已在國內外率先成功開展百噸中試和萬噸就地改造工程的應用實踐。(點擊了解該技術的詳細信息: 北控顆粒技術是北控水務公司根據我國低碳氮比污水水質的特點，在好氧顆粒污泥技術的基礎上自主研發(fā)的新技術產品。具有緊湊、低碳、智能的核心優(yōu)勢。主要適用于處理能力為2萬噸/日的污水處理工程，可快速應用于分散污水、中小城市污水、工業(yè)點源污水和重點區(qū)域農村污水。 不僅是北京治水，在以減污減碳協(xié)同為重點戰(zhàn)略方向的新時期，高碳排放的水處理行業(yè)自然肩負重任，水企減碳的DNA自然也隨之而動，在污水熱能利用等探索中逐漸發(fā)現， 1路污水熱能利用 污水熱能利用，即污水源熱泵的應用。指出地源熱泵和空氣源熱泵的能效比分別為3.3~3.8和2.8~3.4，低于污水源熱泵的能效比(3.5~4.6)。這說明污水源熱泵(WSHP)比地源熱泵和空氣源熱泵更省電，因此污水源熱泵技術在污水處理能量回收方面得到了廣泛應用。 一些地方也明確出臺政策鼓勵污水源熱泵的應用。北京市“十四五”城市管理發(fā)展規(guī)劃中指出，充分利用余熱資源。上海實驗室超純水設備推進東北、東南熱電中心余熱利用改造試點。逐步降低城市熱網回水溫度，提高電廠余熱利用效率。推進燃氣鍋爐房、數據中心等余熱回收利用。，并在有條件的地區(qū)用污水源熱泵替代。 很多龍頭企業(yè)對污水源熱泵的替代深表認同，并率先實踐。 京控公司CEO李麗麗曾表示，在污水處理廠配套水源熱泵，在利用水資源的同時，可以進一步開發(fā)利用“水能”，為減碳做出巨大貢獻。 環(huán)保始于山西太原城南污水處理廠。上海純水設備處理后的污水作為冷熱源，水源熱泵機組用于廠區(qū)建筑物的制冷和供熱。 光大水務在污水源熱泵項目上也有一些實踐。 中水貴陽項目污水100%回用。深度處理后20%作為優(yōu)質再生水，80%作為生態(tài)補水排入河流；同時將污水抽送至水源熱泵系統(tǒng)進行冷熱利用，可為地面綜合體提供采暖制冷，實現清潔功能和低碳排放。 然而，這項技術并不完美，它也有缺點。專家指出，污水中所含的余熱能量只能通過水源熱泵轉化為60℃左右的低品位熱源，不能直接用于發(fā)電，限制了該技術的應用和推廣。 2污水節(jié)能降耗的路徑 污水節(jié)能降耗，即污水處理廠精細化智能管控。據不完全統(tǒng)計，通過精細化智能控制，污水處理廠電耗可降低10%以上(主要針對曝氣管系統(tǒng))，藥劑投加率可降低30%以上甚至更多(主要針對碳源投加)。 據統(tǒng)計，目前我國已建成的城市污水處理廠中，電力和加藥費用占污水處理費用的50%以上。因此，在達到排放標準的前提下，污水處理廠迫切需要實施優(yōu)化運行，以達到節(jié)能降耗的目的。 鑒于此，近日，京津冀國家技術創(chuàng)新中心環(huán)境工程研究所石漢昌教授提出了污水處理工程的STEM模型。該模型緊密結合污水處理廠的實際運行特點，污水處理廠的常規(guī)指標數據可用于模型修正分析。具體應用包括過程模擬、精確曝氣、智能加藥和優(yōu)化操作專家系統(tǒng)等。，可有效實現污水處理廠的優(yōu)化運行，達到節(jié)能降耗的目的。 如近期入圍“2022全球水獎(GWA 2022)”的煙臺桃子灣污水處理有限公司智能系統(tǒng)改造項目，主要功能包括在線預警預測、計劃管理、智能加藥、設備管理、日志報告等。在水質預警預報和預案管理的基礎上，優(yōu)化控制反硝化碳源投加，在保證水質達標的基礎上降低碳源投加成本；實現碳源用量同比減少10%，減少碳排放231t(CO？等價)；節(jié)約近100萬度電，間接減少碳排放1000t(CO？當量)，從而達到污水處理廠節(jié)能降耗的目的。 3.污水處理廠與光伏系統(tǒng)的結合 2020年4月，國家五部委下發(fā)文件，鼓勵污水處理企業(yè)綜合利用場地空間，采用“自用，余量上網”的模式建設光伏發(fā)電項目。 2021年11月，浙江省能源局正式發(fā)布了首個全省推進分布式光伏發(fā)展試點工作的省級實施指南。文件中明確，現有污水廠和自來水廠的光伏安裝比例要在90%以上，這也成為分布式光伏發(fā)展的重點任務之一。 在雙碳目標下，污水處理廠的節(jié)能降耗被提上日程。專業(yè)人士認為，如果全國4000多個污水處理廠平均能建5兆瓦的光伏電站，那么這些污水處理廠能建的光伏電站規(guī)模將超過20吉瓦。為了提高污水處理效率和水質，越來越多的污水處理廠在探索光伏發(fā)電的模式，污水處理廠+光伏電站的CP也越來越多地出現在大眾的視野中，大有爆發(fā)之勢。（ 光伏發(fā)電在白天高峰負荷時段采用“自用”的模式，光伏電站發(fā)出的電力全部被污水處理廠的電力負荷直接吸收。一方面減少對電網電能質量的影響，減少并網發(fā)電向電網供電時與電力運營公司的業(yè)務糾紛。另一方面可以充分利用國家對新能源分布式發(fā)電的政策補貼，降低電力成本。 很多行業(yè)領袖在這方面也很有建樹。 如三峽集團牽頭的長江保護工程，多次與光伏項目結合:蕪湖市朱家橋污水處理廠分布式光伏項目一期于2020年9月并網發(fā)電；蕪湖城東污水處理廠分布式光伏項目2021年9月開始發(fā)電；蕪湖市三山區(qū)高安污水處理廠于2021年11月初正式并網發(fā)電，另外4個規(guī)劃中的污水處理廠分布式光伏項目也將陸續(xù)投入運行。蕪湖市這7個污水廠的分布式光伏項目規(guī)劃總裝機容量約2萬千瓦，預計建成后平均可為電網提供約2300萬千瓦時的清潔電力，與火電相比每年可節(jié)約標準煤0.72萬噸，減少二氧化硫約0.77萬噸，二氧化碳約1.97萬噸。 運營王小鷹污水處理廠超級光伏電站的節(jié)能國禎此前在投資者互動平臺上表示，公司在安徽、華東、華南、華中、西北、華北的大部分污水處理項目都有資格新增分布式光伏項目。 武漢控股建設了國內最大的污水處理廠分布式光伏發(fā)電項目——北湖污水處理廠分布式光伏項目。據測算，北湖光伏發(fā)電項目并網后25年運營期內，每年可提供約2200萬千瓦時的綠色清潔電力。節(jié)約發(fā)電用煤約8000噸，相當于減少二氧化碳(CO2)排放約2萬噸，環(huán)保效益突出，節(jié)能減排效果顯著。 光大水務在山東淄博的污水處理項目啟動了廠區(qū)光伏項目試點；光伏設施已于2021年8月并網，預計發(fā)電量可滿足項目廠區(qū)9%的用電量，為今后在廠區(qū)推廣光伏試點項目積累了良好的經驗。 隨著減污減碳要求的逐步提高，污水和光伏二合一不再是最厲害的，三合一項目也頻頻出現。 日前，由華東勘測設計院總承包的仙居縣污水治理二期工程榮獲2020-2021年度國家優(yōu)質工程獎。這座新概念污水處理廠集污水處理、濕地公園、光伏發(fā)電于一體。在服務污水處理需求的同時，為居民提供了一個科普教育、休閑觀光的親水公園，為高質量綠色發(fā)展提供了生動實踐。 近日，聊城水務污水處理有限公司2.13MW分布式光伏發(fā)電項目開工。該項目擬采用水源熱泵技術回收污水中的熱能和有機能量，實現能源綜合利用，是污水處理廠+光伏+綜合能源在省內的首次應用。 4 .研究開發(fā)道路污水處理新技術 研發(fā)污水處理新技術，即通過新技術的替代和升級，降低能耗和碳排放。在這一點上，北控水務、粵海水務、首創(chuàng)環(huán)保、碧水園、節(jié)能國珍等行業(yè)龍頭已率先取得成功應用。 北控水務新發(fā)布了BEAOA和北控快速造粒技術，其中BEAOA成功進行了百噸中試和萬噸原位改造工程的應用實踐。 依托馬軍院士“重力流直接超濾凈水關鍵技術”成果，粵海水務開展了模塊化裝配式凈水廠的應用探索。 首創(chuàng)環(huán)保集團自主研發(fā)的污水生物處理數學模擬技術和CREATE好氧顆粒污泥技術，上海實驗室超純水設備可減少碳源用量50%-70%以上，節(jié)約電耗25%，降低運行成本35%，節(jié)約建筑用地50%。 碧水園新開發(fā)的振動膜生物反應器技術成功應用于竇店再生水廠，降低了污水處理過程中的曝氣量和能耗。日處理能力1.5萬立方米的竇店再生水廠，一年可節(jié)約電費近40萬元，出水總氮小于5mg/L，一年可生產優(yōu)質再生水500萬立方米以上。目前，碧水園公司已將該技術在京等地投入使用或計劃投入使用，累計日處理污水50萬立方米，每年可節(jié)約電費約1300萬元。 近日，我國節(jié)能“AAO工藝高標準處理城市污水低碳集成技術”通過鑒定委員會專家鑒定，一致認定該技術達到國際先進水平�！癆AO工藝高標準處理城市污水低碳集成技術”由中國節(jié)能總公司自主研發(fā)，隸屬于中國節(jié)能總公司。經第三方檢測，出水主要污染物排放指標穩(wěn)定達到地表水ⅳ類標準，污水處理廠噸水能耗降低8%-16%，噸化學品(除磷、除碳源)消耗降低15%-50%，直接運行費用降低10%-20%。排放量減少了10%以上。同步實現節(jié)能降耗、減污減碳的污水處理運行管理效果。上海純水設備 5道路污泥的能源利用 污水處理副產物污泥的能源利用包括厭氧消化產生的沼氣利用和焚燒產生的熱能利用。 目前我國污泥處理技術的選擇主要基于技術適用性和經濟成本�？紤]到未來二氧化碳排放峰值和碳中和的目標，碳排放作為污泥處理處置工藝路線選擇的重要指標之一，是未來的發(fā)展趨勢。 據報道，污泥厭氧消化過程的碳排放相對較低，有可能實現負碳排放。污泥厭氧消化耦合沼氣聯(lián)產項目可以實現熱能和電能的循環(huán)利用，提高能源利用效率。目前，污泥熱電聯(lián)產已在國內多個項目中得到應用，并取得了明顯的碳減排效果。 上海白龍港污水處理廠采用中溫厭氧消化系統(tǒng)，日處理干污泥總量為204噸，沼氣產量約為40 000立方米。沼氣轉化為熱能供厭氧消化系統(tǒng)使用，厭氧消化熱能自給率達到100%。多余的沼氣還可以用于部分污泥干化的熱能需求。 北京市水務公司北戴河新區(qū)污泥處理廠日處理能力為300噸(含水率80%)，處理工藝采用分級/分相厭氧消化工藝。產生的沼氣經凈化后，一部分可用于預熱預處理單元的原料污泥，另一部分可用作汽車燃氣。 戴小虎曾在論文中指出，干化焚燒屬于中等碳排放水平，重點是發(fā)展高效低耗的深度脫水技術和環(huán)保型脫水劑，降低污泥干化的能耗，減少后續(xù)焚燒過程中對結焦和飛灰的影響，提高工藝設計的合理性和智能化集成的整體水平。從未來發(fā)展來看，厭氧消化-干化焚燒工藝有望成為污泥處理處置的重要發(fā)展方向。 標簽 “十四五”時期，我國生態(tài)文明建設進入以減碳為重點戰(zhàn)略方向的關鍵時期，推動污染減排與碳減排協(xié)同推進。水處理行業(yè)發(fā)展低碳勢在必行，希望越來越多的水處理企業(yè)能夠真正行動起來，幫助水處理行業(yè)早日實現“碳中和”。
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