污水处理厂减污降碳典型案例

江苏省集中式污水处理厂(日处理规模≥500吨)共计850座, 其中苏州, 徐州, 盐城城镇污水处理厂数量为全省前三, 分别为89, 87和68座;苏州, 无锡, 盐城工业污水处理厂数量为全省前三, 分别为40, 25和20座. 苏南和苏北污水处理厂较多, 苏中污水处理厂数量较少, 其中工业污水处理厂主要集中在苏南地区江苏省污水处理行业发展较早, 历经多年积累, 取得了显著成就. 早期, 污水处理设施建设逐步展开, 以满足城市基本的污水排放需求. 随着经济快速发展和环保意识提升, 行业进入高速发展阶段. 近年来, 在国家政策推动下, 江苏省不断加大污水处理设施的建设投入, 城镇污水处理厂数量持续增加, 处理能力稳步提升. 目前, 全省已构建起较为完善的城镇污水处理体系, 基本实现了城镇污水处理设施的全覆盖, 污水收集与处理规模在全国处于领先地位. 江苏省不同地区的污水厂规模分类占比存在较大差异, 根据住建部污水处理厂规模分类(小于1万吨/日为小型污水处理厂, 1~10万吨/日为中型污水处理厂, 大于10万吨/日为大型污水处理厂), 苏南与苏北地区污水处理厂规模类型存在显著差异. 苏北地区的徐州, 连云港, 淮安, 盐城以小型污水处理厂为主, 其污水处理厂规模主要在500~5000吨/日;苏南的苏州, 无锡地区以中型污水处理厂为主, 其处理规模主要为1~10万吨/日. 不同地区城镇污水处理厂生化工艺以A2/O为主, 占比约60%以上, 其次氧化沟, SBR为主. MBR工艺从反应机理上分析不属于生化工艺, 该工艺通过水泵抽吸将污泥与水进行分离, 以代替二沉池的功效, 通常与A2/O或A/O工艺进行联用. 在污水处理技术应用上, 江苏省积极引入国内外先进技术与工艺. 传统的活性污泥法等技术不断优化升级, 同时, 新型的如MBR 膜生物反应器, 厌氧氨氧化等高效节能技术也得到广泛推广应用. 众多科研机构与企业加大研发投入, 产学研合作紧密, 在污水处理技术创新方面成果丰硕. 在污水深度处理, 资源回收利用, 智能化控制等领域, 江苏省均有突破性进展, 推动了污水处理行业从单纯的污染物去除向资源节约, 环境友好型模式转变, 提升了行业整体技术水平与竞争力. 江苏省内污水处理产业呈现集聚发展态势, 形成了多个产业集群. 以苏南地区为代表, 凭借经济优势与技术基础, 集中了一批大型污水处理企业和研发机构, 产业发展成熟, 技术水平高, 在污水处理工程建设, 设备制造, 运营管理等方面具备领先优势. 苏中, 苏北地区也在积极跟进, 依托当地资源与政策支持, 加快污水处理产业布局, 逐步缩小与苏南地区的差距. 省内各区域注重协同发展, 通过技术交流, 产业转移等方式, 实现优势互补, 共同推动江苏省城镇污水处理行业向更高质量发展, 助力全省水环境质量持续改善. (1)宜兴城市污水资源概念厂 宜兴污水概念厂以创新技术, 资源回收, 低碳节能和智慧管理为特色, 依托宜兴的产业基础和政策支持, 定位为太湖流域及全国污水处理的标杆. 其通过示范前沿工艺, 构建研发平台和推动产业升级, 不仅解决当前水环境挑战, 还为未来可持续发展奠定基础, 展现了污水处理从传统治理向生态友好型转型的典范. 污水处理方面, 同时实现氮磷极致处理与碳源能耗节约, 概念厂应用的创新技术包括自主研发的珊氮®活性自持深度脱氮技术, 高效加载澄清技术等. 与常规处理工艺相比, 不仅实现了对TN(3mgN/L)和TP(0. 1mgP/L)的极限处理, 还减少碳源的投加, 降低了能耗, 真正做到了绿色低碳, 同时与常规工艺相比, 节省运行费用30%~50%. 在初沉发酵单元, 采用初沉+水解系统实现碳源的有效回收, 初沉污泥经过水解发酵, 脱水滤液及水解池的上清液中富含VFA, 回流进入生物池的厌氧区, 可有效改善厌氧释磷的效果, 提高生物除磷效果. 多模式生化处理单元采用多种运行模式的切换实现水厂低碳源运行目标, 通过阀门和管道的切换, 曝气管和搅拌器的启停, 实现多级AO和Bardenpho工艺之间的灵活切换. 通过局部投加填料, 可以实现同步/短程硝化反硝化, 主流程厌氧氨氧化. 此外, 江苏省重大科技示范项目——污水处理行业减污降碳协同增效关键技术研发及示范项目研发的“基于高负荷活性污泥法的低COD污水碳源高效捕集技术”技术正在宜兴城市污水资源概念厂开展中试示范. 污泥处理方面, 应用污泥干式发酵技术, 厌氧发酵液磷回收技术等, 能源自给率约达65%~85%. 概念厂应用自研的DANAS干式厌氧发酵技术, 专门针对15%~35%含固率的市政, 农业和工业等一种或多种有机固体废弃物的厌氧消化处理技术. 城市生活污水通过净化后, 留下的污泥连同秸秆, 餐厨垃圾, 蓝藻, 畜禽粪便等有机物通过高干厌氧及好氧堆肥过程, 可加工为有机肥和营养土;产生的沼气则用于热电联产设备, 产生的电能和热能用于厂内能量自给, 达到了“能量自给, 资源循环”的目的. 借助“水-肥-气”的综合利用模式, 概念厂每天生产20吨营养丰富的土壤和肥料用于周边的农田, “产电”1. 8万千瓦时, 已实现了厂区内总能源65%-85%的自给率, 水质净化中心实现了100%能源自给. (2)苏州狮山水质净化厂 苏州狮山水质净化厂是原苏州高新区污水处理厂的迁建项目, 设计规模为10万吨/日, 采用先进的“多模式AO+双层沉淀池+混凝沉淀+精密过滤”工艺, 处理后的水达国家一级A标准, 其中30%成为可利用的再生水. 狮山水质净化厂生产设施位于地下, 上盖公园对外开放, 将科普廊道, 景观公园, 海绵城市等与污水处理设施建设相结合, 是人水相亲, 城水相融的生态模式的新尝试. 应用水源热泵, 磁悬浮风机等低碳化技术设备. 1, 狮山水质净化厂建设时, 在箱体内设置了污水源热泵系统, 污水源热泵夏季冷凝温度低, 冬季蒸发温度高, 能效比和性能系数高, 且运行工况稳定, 夏季可供冷量约1465KW, 冬季可供热量约1400KW, 可减少碳排放约600kgCO/d, 比传统中央空调节省30%-40%的运行费用. 2, 磁悬浮鼓风机因其采用的是磁悬浮轴承, 无接触, 无摩擦, 无需润滑, 不易造成接触和机械损失, 且无需变速调节. 同时, 还可根据工况需求进行转速调整, 依据外界因素的变化, 通过调节转速实现压力和流量的变化, 与传统风机相比, 节能30%. 清洁能源利用, 建设“光伏长廊+光充一体”智慧水务示范项目. 狮山水质净化厂分布式 光伏项目创造性地将主楼顶部及停车楼廊桥屋顶改造成235. 17KWp光伏矩阵, 在保留建筑美学的同时, 实现年发电量23万千瓦时的清洁供给, 每年可节约标准煤69. 5吨, 减排二氧化碳190. 4吨, 相当于种植1. 1万棵成年树木. 为进一步提升光伏项目整体运营效率, 一方面, 通过物联网技术构建的“智慧大脑”, 可实现发电量与水处理能耗的动态平衡, 形成“以光养水, 以水促光”的良性循环;另一方面, 项目搭载的功率优化器不仅能实时监测每块光伏组件的运行状态, 实现精准故障定位, 还兼具过压, 过流, 过温保护功能, 紧急情况下可一键切断输出, 为系统安全运行保驾护航. 此外, 停车楼内同步建成的“光充一体”示范站, 集成8台直流快充桩与6台交流慢充桩, 让新能源车充电与光伏发电形成完美闭环, 引领“停车充电两不误”的低碳生活新方式. 搭载智能污水处理系统, 实现污水处理系统的全自动化. 狮山水质净化厂搭载的智能污水处理系统, 可清晰动态地展示污水处理, 水质检测等全过程, 通过该系统, 不仅能够看到污水处理的运行状态, 还能根据实时监控处理数据, 对处理过程中出现的问题和偏差进行及时的调整和修复. (3)苏州市娄江污水处理厂 苏州市娄江污水处理厂服务于苏州古城东片区核心区域设计规模14万吨/日由, 892公里污水管道和17座污水泵站组成系统化治污体系以污水收集完善, 管网输送可靠厂站处理高效为目标建设和管理并重. 娄江污水处理厂先后经历一期, 二期, 升级改造, 污泥区改造等工程, 一期工程设计规模为6万m3/d, 主要采用UNITANK工艺, 出水执行<污水综合排放标准>(GB 8978—1996)一级标准(PO-P除外), 于2003年建成投运. 二期扩建于2009年建成投产后, 将一期规模核减至设计能力为5. 5万m3/d, 二期工程主要采用改良UNITANK工艺, 规模为8. 5万m3/d, 全厂设计规模达到14万m3/d, 出水执行<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918—2002)中的一级B标准. 2011年建成的升级改造工程, 设计规模仍维持14万m3/d不变, 通过新建高效沉淀池, V型滤池等深度处理单元, 出水除TN外, 执行<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918—2002)表1一级A标准, TN指标执行<太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值>(DB 32/1072—2007)中表1的限值标准. 在国内率先建立以管网低水位运行为目标的“厂站网河”一体化运控模式, 打造流域智慧管理系统, 管网, 河道水位水质联动分析调度;显著提升减排效益, 强化数智赋能, 建立“厂站网河”态势感知平台, 实现关键指标实时监控, 告警信息一键报送与全域运行精准调度, 探索能源资源高效利用, 加快低碳绿色转型, 全面提高污水处理综合效能. 出水稳定达到苏州特别排放限值, 全年几乎不投加脱氮碳源. 娄江污水处理厂四期创新应用“精确曝气控制(BACS)+智能优化控制系统(BIOS)”, 彻底改变传统“恒定曝气”模式, 实现“按需供氧”, 成功将曝气单元能耗降低10%-20%. 强化工艺智能控制, 实时计算调整运行参数, 单位污水处理耗电量, 单位耗氧污染物耗电量处于国内领先水平. 建成尾水回用补充热电厂循环冷却水项目, 全量取代北部燃机热电公司河道取水, 获评“苏州市节水技改示范项目”. (4)太湖新城污水处理厂 太湖新城污水处理厂位于无锡市城区东南部, 建成于2005年, 处理规模15万吨/日, 于2008年, 2019年进行了两轮提标改造, 主要服务于经开区, 滨湖区及新吴区部分区域. 污水厂始终将“安全出水, 达标排放”放在首位, 不断提升精细化管理水平, 加大科技创新力度, 深化节能减排措施, 优化能源利用结构, 通过系列技术改造, 有效实现节能降耗减碳, 构建更加绿色, 低碳, 可持续的发展模式. 太湖新城污水处理厂采用改良A2/O除磷脱氮生物处理工艺, 2008年在升级改造工程中增加了微絮凝深度处理工艺(机械混合池+V型滤池过滤), 节省了改造资金, 而且运行费用低, 处理效果稳定可靠. 改造后的工艺还增加了化学除磷措施, 保证了出水总磷和悬浮物的稳定达标排放. 2025年5月, 无锡太湖新城污水处理厂三期项目也进入了通水试运行冲刺阶段, 其水处理采用预处理+AAOA+MBR+气浮+消毒工艺, 出水水质可达三类水标准, 可作为周边水系生态补水水源, 是全国出水标准最严, 江苏省规模最大的全埋式地下 污水处理中心. 在二期扩建中增加了精确曝气系统, 可以使工艺与自控有机结合, 利用智能动态优化 控制技术对污水厂的运行参数进行动态调整. 动态地优化与调整曝气, 回流等主要运行参 数, 整个精确曝气系统由模型控制软件, 控制主机, 在线分析仪和仪表控制执行单元组成. 整个系统的控制频率最小可达到15min, 并可根据工艺运行状况进行调整. 溶解氧控制范 围可精细到±0. 3mg/L, 内回流比(IRQ)控制范围可精确到±10%. 从而极大地节省运行电 耗. 在常见的城市污水处理系统中, 曝气系统的电耗约占总电耗的50%以上, 采用精确曝 气系统可以使整个系统的电耗节约10%~20%.