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绿色蝶变!国内一次性建成的最大污水处理厂将变身“光伏电站”

发布日期:2021/9/14


      污水处理厂不仅能处理污水,也能发电了。2021年6月12日,国内一次性建成的最大污水处理厂——北湖污水处理厂将变身“光伏电站”。


    《北湖污水处理厂分布式光伏项目合作开发框架协议》显示,北湖污水处理厂区内一期现有建筑物屋顶将安装屋面光伏。同时,在一期现有构筑物(二沉池、生物池等)上方安装大跨越柔性支架光伏。



北湖污水处理厂  钟适 汪琦供图


     光伏电站一期场地屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦,占地约1.5万平方米;一期场地大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦,占地约16.67万平方米,总建设规模约23.7276兆瓦。该项目全寿命周期为25年。


     据介绍,“污水厂+光伏”的项目一直被视作分布式光伏的一大应用场景。


     国家曾出台文件鼓励污水处理企业综合利用场地空间,采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。


      然而,由于污水处理厂水池横跨长、地下管线多、障碍物高、施工困难等问题,“污水厂+光伏”的项目并未能大规模落地。


     为此,武汉市水务集团积极破局,携手中南电力设计院,将“绿色融合”利用到国内一次性建成的面积最大的污水处理厂——北湖污水处理厂的建设运营和发展中。


     武汉市水务集团负责人表示,北湖污水处理厂是武汉市主城区首个开展分布式光伏项目的污水厂,意义重大。


     这一项目可充分发挥“水务+光伏”的天然优势,降低污水厂用电成本,实现绿色零排放标准探索,促进环保融合项目的健康可持续发展。


     据悉,武汉控股下属的北湖污水处理厂是全国范围内一次性建成占地面积最大的污水处理厂,具有80万吨/日的处理规模能力,现已进入试运行期。


     武汉北湖污水处理厂位于武汉化工新区腾飞大道与八吉府路交汇处东侧,于2017年9月动工,武汉市政府常务会同意对原来的沙湖、二廊庙、落步咀污水处理厂实施搬迁及升级改造,同规划待建的原北湖厂,四厂合一,组成新北湖污水处理厂。


     北湖新厂被视为当下中国处理能力最大的污水处理厂之一,后续,武汉控股司将根据政府规划,确定其产能实际投产情况。


      而为了应对国家针对污水处理不断提高的要求,北湖新厂一半采用A/O深度处理工艺,另一半采用膜技术工艺,这种技术能力也被视为当下国内最先进的污水处理技术之一。


A/O工艺法


     A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法,是改进的活性污泥法。其将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,后续设置好氧段。A/O脱氮工艺的优越性是除了使有机污染物得到降解之外,还具有一定的脱氮除磷功能,是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,所以A/O法是改进的活性污泥法。


     A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,交替处理。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,可提高污水的可生化性。① 在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨氮。② 在好氧段,硝化菌将氨氮氧化为硝态氮,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将硝态氮还原为分子态氮完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。


     A/O工艺特点是∶ 效率高,该工艺对废水中的有机物,总磷等均有较高的去除效果。流程简单,投资省,操作费用低。工艺要求短泥龄,控制氨氮硝化,保证除磷效果。但是氮去除效果较差。


膜技术工艺


      膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技水处理技术,膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离质,使分子水平上不同粒径分子的混合物溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术,低分子溶质透过膜,大分子溶质被截留,以此来分离溶液中不同分子量的物质,从而达到分离、浓缩、纯化目的。



      这些年来,扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础,膜分离技术日趋成熟,而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛,从环境、化工生物到食品各行业都采用了膜分离技术,迄今为止,水处理领域中的膜技术主要有以下几种:


   (1)反渗透(RO)膜技术



     反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程,推动力为压力差,即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力,使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变、能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑、操作简便、易维修和不污染环境等。


   (2)纳滤(NF)膜技术




     纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电,对不同的荷电溶质有选择性截留作用,同时它又是多孔膜,在低压下透水性高。


   (3)微滤(MF)膜技术



      微滤膜是以静压差为推动力,利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜,其技术特点是膜孔径均一、过滤精度髙、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除。广泛应用在食品和制药行业中、饮料和制药产品的除菌和净化、半导体工业超纯水制备过程中颗粒的去除、生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离等。


    (4)超滤(UF)膜技术



       超滤是以压差为驱动力,利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质的膜分离技术。其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比,其操作压力低,设备投资费用和运行费用低,无相变,能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备技术工业领域应用较广泛。


    (5)电渗析(ED)膜技术



      电渗析是一个电化学分离过程,是在直流电场作用下以电位差为驱动力,通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于苦咸海水脱盐、浓缩制盐,乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化,锅炉给水、冷却循环水软化中高价值物质回收与水的回用,废酸、废碱液净化与回收。


    (6)双极膜(BPM)技术


     双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等行业。


   (7)渗透蒸发(PV)膜技术


     渗透蒸发是一个压力驱动膜分离的过程,它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别,通过渗透与蒸发,达到分离目的的一个过程,其设备投资和运行费用较低,近年来对于渗透蒸发技术的研究虽然很快,但是它单独使用的经济性并不好。




来源:长江日报

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