案例2污水源熱泵供熱、中水回用、光伏發(fā)電、污泥摻燒發(fā)電項目主要完成單位：北控（洛陽）水務發(fā)展有限公司澗西污水處理廠主要完成人員：楊松波、婁博、常亞文、孫薇涵、寇路強、李曉玉、秦曉丹污水處理實質是一種消耗能源的碳排放過程，傳統(tǒng)污水處理過程涉及污水收集、污水處理、廢水排放等環(huán)節(jié)，消耗了大量的電力與熱能，同時還產出了大量的污泥，可能會產生二次污染，并且對場地和資源造成浪費。為此，污水處理廠需要采取創(chuàng)新措施，實現能源的再利用、廢棄物綜合利用和碳排放降低等多重目標。一、項目背景快速增長的生產與生活需求，不但增加了國內污水處理廠的溫室氣體排放，還加劇了能源安全與環(huán)境污染等挑戰(zhàn)。為化解這一挑戰(zhàn)，在“雙碳”的目標引領下，生態(tài)環(huán)境部于2022年6月會同6部門印發(fā)的《減污降碳協同增效實施方案》明確均提出了一系列污水處理廠節(jié)能減碳的發(fā)展目標與方案措施，涉及污水處理裝備低碳轉型、管理理念綠色調整、碳中和技術應用、綠色低碳基礎設施建設等多方面。這表明，污水處理廠減排對于推進“雙碳”戰(zhàn)略，實現污水處理與碳排放協同控制，最大化提升環(huán)境效益都至關重要。北控（洛陽）水務發(fā)展有限公司澗西污水處理廠開展的污水源熱泵供熱、中水回用、光伏發(fā)電、污泥摻燒發(fā)電項目，是洛陽澗西污水處理廠按照河南省黃河流域水生態(tài)保護要求開展的提標改造成果。洛陽市澗西污水處理廠是洛陽市第一座污水處理廠，占地263畝，總設計規(guī)模30萬噸/日，目前執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》一級Ａ排放標準，項目完工后，出廠水將執(zhí)行《河南省黃河流域水污染物排放標準》（DB41/2087-2021）一級標準。二、創(chuàng)新點及相關技術內容創(chuàng)新點1：實現中水回用中水回用指的是將生活污水、工業(yè)廢水等經過處理后再利用，用于工業(yè)生產、農業(yè)灌溉、景觀水體補給等用途，對于解決水資源緊缺和環(huán)境污染問題具有重要意義。為實現中水回用，項目采用的技術原理是，通過將生活污水(或城市污水)或工業(yè)廢水的深度技術處理，去除各種雜質，去除污染水體的有毒、有害物質及某些重金屬離子，進而消毒滅菌，其水體無色、無味、水質清澈透明，且達到或好于國家規(guī)定的雜用水標準(或相關規(guī)定)，廣泛應用于企業(yè)生產或居民生活中。目前，項目用于大唐洛陽熱電有限責任公司、華能洛陽熱電有限責任公司孟津電廠清潔生產。工程規(guī)模為10.5萬m3／d，供應大唐電廠中水規(guī)模為3.5萬m3／d，供應孟津電廠中水規(guī)模為7萬m3／d，也可根據實際生產需要供其它熱電廠使用。圖SEQ圖\*ARABIC98中水回用流程示意圖創(chuàng)新點2：開發(fā)污水源熱泵開發(fā)污水源熱泵有助于提高能源利用效率、減少污水處理壓力、促進資源綜合利用、減少溫室氣體排放，推動可持續(xù)發(fā)展。為此，項目充分利用了我國全國全年污水溫度在10-26℃之間，水量巨大、溫度穩(wěn)定，并且相對于空氣源熱泵系統(tǒng)制冷效率高40%，制熱效率高50%，相對于常規(guī)冷機制冷效率高10%，具有高能源利用率等特點。通過充分利用分布式中水綜合利用系統(tǒng)，建設分布式中水熱泵站，先將中水經過能源化利用，結合熱泵技術為周邊建筑供冷供熱后，再將中水回排入污水處理廠內，取熱不取水，不破壞水質，實現中水能源與資源化的綜合利用。圖SEQ圖\*ARABIC99污水源熱泵應用流程示意圖創(chuàng)新點3：開發(fā)光伏發(fā)電為充分開發(fā)綠電可再生能源，項目采用自發(fā)自用余電上網的模式引入清潔能源，推進光伏發(fā)電項目，使得廠區(qū)綠色低碳化運營，運行成本低，且政府支持。項目整體采用分散式設計方案，一部分發(fā)電設備利用廠區(qū)內草坪空地，采用單體水泥立柱結構進行建設，既不影響綠化美觀，同時把草坪空地合理進行利用；一部分利用脫泥車間、配電間等構筑物屋頂安裝光伏發(fā)電設備，把屋頂閑置空間利用起來建設光伏發(fā)電，大大改善了廠區(qū)綠色能源的產業(yè)結構。圖SEQ圖\*ARABIC100光伏發(fā)電應用范圍及設備實拍創(chuàng)新點4：實現污泥摻燒發(fā)電污泥是一種含有大量有機物質和能量的生物固體廢物，通過摻燒發(fā)電，可以將污泥中的有機物和能量轉化為電能和熱能，實現資源的綜合利用，減少了對傳統(tǒng)能源的依賴。為此，項目以黃河沿線污泥等固體廢棄物發(fā)電為切入點，采用“生物質利用+焚燒”的處置模式，將垃圾焚燒發(fā)電設施、水泥窯、燃煤電廠等協同處置方式作為城鎮(zhèn)污水污泥處置的補充。采用自主研發(fā)“城市廢棄物前置干燥碳化處理技術”，實施2×350MW機組鍋爐進行摻燒市政污泥技術改造，協同消納洛陽市澗西污水處理廠產生的污泥，實現城市污染物綜合利用。圖SEQ圖\*ARABIC101污水摻燒發(fā)電流程示意圖三、經驗總結與推廣價值污水源熱泵供熱、中水回用、光伏發(fā)電、污泥摻燒發(fā)電項目貫徹綠色理念，發(fā)揮地區(qū)比較優(yōu)勢，加強區(qū)域協作，有效發(fā)揮了中水回用、污水源熱泵、光伏發(fā)電與污泥摻燒發(fā)電的作用，系統(tǒng)推動綠色低碳發(fā)展。根據北控（洛陽）水務發(fā)展有限公司澗西污水處理廠測算結果，項目同時產出社會效益、生態(tài)效益與經濟效益，實現互利共贏。在中水回用方面，年均回用量1716.5萬噸，緩解了水資源壓力，節(jié)省水資源投入費用。在污水源熱泵方面，每年可減少標準煤消耗9535.9t，減少CO2排放24791.3t，減少SO2排放81t，減少NOX排放70.5t；一次能源利用率提高到105%。在光伏發(fā)電方面，年化發(fā)電量70萬千瓦時，年化經濟效益51.25萬元，每年可減少二氧化碳排放量697.9噸，節(jié)約標準煤280噸，有助于提高能源利用效率且減少火力發(fā)電帶來的環(huán)境污染。在污泥摻燒發(fā)電方面，2022年至2023年5月份用于焚燒發(fā)電污泥量89551噸，共計減少標煤使用量3030噸（月均17