高进水浓度下,青岛水务集团减污降碳的实践探索

文摘   2024-10-29 10:20   江苏  

在2024(第十六届)上海水业热点论坛上,青岛水务集团环境能源有限公司党委副书记、总经理刘浩带来题为“高进水浓度下污水处理减污降碳的实践性探索”的主题分享。他表示,青岛市污水处理厂污染物浓度较高,总体呈现“南高北低”的状态,青岛水务集团环境能源有限公司采用“12421”减污降碳实施路径,向“稳中向好、结构向新、质效向优”的国企高质量发展方向努力。


来源:中国水网      整理:王馨‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


高浓度污水往往带来生物系统负荷的高冲击性,而高出水标准又带来处置工艺的复杂性和高能耗高排放,在“双碳”下,成为了污水处理厂运行管理提质增效的难点。

在2024(第十六届)上海水业热点论坛上,青岛水务集团环境能源有限公司党委副书记、总经理刘浩带来题为“高进水浓度下污水处理减污降碳的实践性探索”的主题分享。他表示,青岛市污水处理厂污染物浓度较高,总体呈现“南高北低”的状态,青岛水务集团环境能源有限公司采用“12421”减污降碳实施路径,向“稳中向好、结构向新、质效向优”的国企高质量发展方向努力。

刘浩

青岛水务集团环境能源有限公司现有下属污水处理厂共13座,污水处理规模达134.35万吨/日,同时拥有1家污泥处置厂和1家中水公司,服务人口450万,服务面积740平方公里。

青岛市是一座节水型的城市,同时,青岛也是实施雨污分流规划建设较早的城市,污水处理厂污染物浓度高,总体呈现“南高北低”的状态。刘浩指出,在这样传统条件下,高浓度污水往往带来生物系统负荷的高冲击性,而高出水标准又带来处置工艺的复杂性和高能耗高排放。

公司采用“12421”减污降碳实施路径。包括1个碳排放核算体系、2项源头治理减排途径、4项过程降碳措施、2项能源资源高效循环利用、1个绿色低碳评价体系,向“稳中向好、结构向新、质效向优”的国企高质量发展方向努力。


01
1个碳排放核算体系

在碳排放核算体系中,公司属各污水厂碳排放强度均值低于行业的平均水平。以团岛污水厂为例,电耗碳排放强度占比最大64%,药耗碳排放强度占比7%,客观反应了各污水厂的碳排放情况。


公司通过碳排放核算摸清家底,通过碳排放分析找准瓶颈,同时通过碳减排路径明确措施,更好的助力青岛地区污水处理厂双碳目标实现以及减排技术革新与实践。


02
2项源头治理减排途径

源头治理减排途径采用“两个清零、一个提标”,两个清零指雨污合流管网清零,提高污水厂进水污染物浓度;黑臭水体清零,城区河道水体质量不断提升。一个提标指城市污水处理厂提标,达到准Ⅳ类水标准。


通过“两个清零”,公司进水污染物浓度逐年显著提升,COD浓度升高35.7%,BOD浓度升高32.8%,TN浓度升高11.6%,氨氮浓度升高9.3%,助力李村河入选全国美丽河湖。

在提标的过程中,减排量在明显增加,CODcr减排量增加28.82%;BOD5减排量增加25.63%;TP减排量增加16.00%;TN减排量增加11.33%。

厂网联动方面主要包括厂网站河水质水量径流量数据共享共用,以及跨流域调水,污水厂互联互通,防溢流污染。在厂网联动过程中,通过合理调配,实现污水处理能收尽收。污水系统互联互通,充分利用污水厂规模冗余量,实现跨流域联调联运,同时均衡各污水流域负荷率,降低管网冒溢和河道污染风险,提升污水厂应急保障能力。


03
4项过程降碳实践

过程降碳中,公司着力进行四方面实践:


智慧水务建设,提升污水处理质效的智慧化、低碳化

刘浩表示,智能水务作为产业焕新行动和启航行动部署的重要内容,公司正加快成为智算资源的供给者、应用场景的转化者和产业生态的培育者。

主要举措是感知布设“上云”,设备关键参数、生产运营指标全感知、全采集;生产运营“用数”,建设数字化运营平台,可视化智控平台,实现生产运营数字化;智能决策“赋智”,精确曝气、智慧加药、精准排泥、工艺专家系统、全过程高级控制等智慧水务系统实现生产运营预警分析与智能决策。
全生命周期系统打造设备节能降碳“诊断+改造+更新”模式


公司建立设备的全生命周期系统,按照“1+2+8”建设主线,推动节能降碳“诊断+改造+更新”模式。刘浩表示,设备运营状态直接决定污水厂的减污降碳成效,核心数据库植入设备资产编码、基础信息、设备状态属性等重要参数,同时构建多维度评价体系,建立维修业务管理系统,构建了从计划、采购、安装、维护维修、大修、报废的全生命周期的信息管理系统。

业务流程全覆盖是指对公司14家子公司、8大类共约2.6万台套设备,以设备管理为主线,建立从计划、采购、仓储、维修、维护、评价、报废的全生命周期管理。设备状态全监控通过网页端、手机端,以设备编码为索引,可实时查看设备运行状态、能耗、维修维护档案、维修费用。同时,可按需灵活选取设备数据进行对比分析。

分析评价多维度方面通过对设备运行工况、维修维护成本等分析,可为设备维修必要性,维修维护预算、固定资产投资预算提供依据。同时可按类型筛选出高费用、低能效的设备,为设备选型提供依据。在降本增效方面,通过设备维护维修全业务流程分析,计算维修工时,提高自主维修率,大大降低维修成本。

污水厂“喝上”青岛啤酒


对于啤酒厂来说,废水排放量大、处理成本高、投资高,同时对于污水厂来说低碳高氮也是要面对的难题。对此,公司探索了啤酒废水与市政污水协同处理,联合打造以废治废 、减污降碳协同增效的循环经济新模式。

具体的方式包括通过高浓热凝固物的精准投加,提升脱氮除磷效果,低浓废水进入市政管网,提升可生化性,同时投入到具备污泥厌氧消化系统的污水厂中,进一步提高沼气产能。

该协同处理的模式实现青岛地区上下游企业减污降碳、资源共享。其中啤酒厂减污方面,以青啤为试点污泥产量减少2.47万吨/年。降碳方面实现碳减排4.88万tCO2e。污水处理厂方面热凝固物利用3.8万吨/年,碳减排3.22万tCO2e。
青岛模式推广之后,项目成果已在11个省份的33家上下游啤酒厂、污水厂推广应用,不仅引领酒类行业推进,同时该模式为全国各行业减污降碳提供新思路,目前山东省正在调研其它10个行业,糖果加工、淀粉加工等,拟推进实施,影响力持续扩大。

零碳源投加技术


针对传统生物处理工艺污水碳源利用效率较低,能耗高、药耗高、高碳排放的问题,公司自主研发并推广应用了涵盖“预处理系统、生化处理系统、技术装备和控制体系”的城镇污水零碳源投加深度脱氮除磷全过程关键技术,成为污水处理厂出水水质提标和绿色低碳转型路径选择。

在预处理系统构建一种基于剩余污泥回流的新型活性发酵初沉系统,实现了城镇污水主流工艺碳源原位开发,改善原水碳源结构,提高原水碳源利用率。在生化系统中,研发了适用于多种工艺的低溶氧高浓度活性污泥法同步硝化反硝化脱氮除磷技术。针对高污泥浓度运行工况,开发了零碳源投加生物脱氮除磷技术装备体系及智慧控制系统,保证系统高效稳定运行。同时采用了低溶氧高浓度活性污泥法同步硝化反硝化脱氮除磷核心技术。

目前,该技术应用规模达98万吨/日,碳减排量4.5万tCO2e,节能降碳效果显著,形成良好的技术产品化路线。

04
2项能源资源高效循环利用

能源资源高效循环利用方面包括污泥资源化处置和再生水利用两个领域。


污泥资源化处置


污泥资源化处置包括协同厌氧消化关键技术和甲烷菌强化关键技术。协同厌氧消化关键技术通过热凝固物投配比、反应温度、pH、停留时间等响应面试验,建立了协同厌氧消化调控策略,实现了体系碱度和营养物质的平衡;甲烷菌强化关键技术通过投加热凝固物、优化厌氧废水上升流速、容积负荷率等举措,颗粒污泥产量增加10%,产甲烷菌的饱和产甲烷速率由2.5天缩短至1天,沼气产量提高27.7%。

在污泥处置方面,青岛地区污泥处置主要采用三个路径:好氧堆肥+土地利用;污泥掺烧+发电回收;污泥干化+制生物质燃料。积极推行污泥绿色标准化通行证,好氧堆肥产品、污泥干化和掺烧后产物广泛用于土壤改良、园林绿化、苗圃种植、生产有机肥、建材利用,实现分质应用,实现了污泥无害化、减量化、资源化。

再生水利用


在再生水利用方面,通过“一水多用,一管多供”发展方向,重点在景观用水、工业用水、城市杂用、清洁能源等方面发力。

至2030年,重点去建设再生水“四横三纵”环网体系。
在政策保障方面,青岛市将再生水纳入非常规水资源配置,建立长效付费机制,由商业性反哺公益性。同时,重点在“生态、资源、能源”三个属性优化再生水产业总体布局。
目前典型的案例第一个是现在给高品质再生水替代热电厂脱硫用水、热网用水,我们开发了一个技术,青岛有海水淡化,我们用海水淡化的旧膜再利用,这样的话废旧膜二次利用,高品质再生水护航工业发展。
刘浩介绍了再生水领域的典型案例,其一是工业领域的高品质再生水项目。替代热电厂脱硫用水、热网用水,海淡废旧膜再利用。实现替代脱硫用水120万吨/年,替代热网用水53万吨/年。

另一是再生水能源利用,通过水源热泵技术向热力公司售热,实现一水多用,开辟“无煤化”供热新路径,水资源循环利用和节能降耗的典型案例。该项目再生水利用量达2160万吨/年,供热量为54.50万GJ/年,碳减排量为12.29万tCO2e/年,减少标煤燃烧4.65万吨/年。

05
1个绿色低碳评价机制

建立绿色低碳评价机制,减污指数、降碳指数、协同指数和增效指数。减污指数指污水处理质效体现减污能力,包括污水处理能力、水质达标率、污染物削减量、噪声臭气治理等。将碳指数指污水处理过程的减碳、替碳、固碳、高效设备利用、智慧水务搭建、内碳源开发、高效脱氮除磷技术应用、污泥资源化、能源化开发利用等。协同指数指上下游产业联动,包括污水厂与排水管网的厂网联动、再生水河道生态补水、污水清洁能源利用、再生水利用、碳排放核算等。增效指数定义为社会增效和经济增效,包括环境友好程度、开放服务程度、政府群众满意度、技术运营水平、吨水建设成本、人均营业收入、万吨水运维人员等。

绿色低碳标杆厂的评价横向比较污水处理厂减污降碳和能源资源高效利用水平,纵向比较电药耗、质安健体系建设、能源资源循环利用指标和任务措施推进情况,在明确短板之后向绿色低碳精准发力。

刘浩表示,展望未来,集团将在2025年全面建成省级以上绿色低碳标杆厂,并在2028年实现碳排放达峰,呈现下降趋势。同时,加快形成同新质生产力相适应的新型生产关系,增强水污染防治和水环境改善的核心功能与核心竞争力。


本文转载自E20水网固废网
(ID:chinawaternet)

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