7月12日，武漢市2023年全國低碳日主題發(fā)布會上，由武漢城投水務(wù)集團所屬武漢控股排水公司（以下簡稱“排水公司”）建設(shè)運營的北湖污水處理廠，被評為2023年武漢市綠色低碳典型案例代表。

    北湖污水處理廠是國家“長江大保護”和武漢“四水共治”治污水大布局中的關(guān)鍵工程。項目一期污水處理能力達(dá)80萬噸/日，尾水水質(zhì)達(dá)國家一級A標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)一次性建成規(guī)模最大的污水處理廠。每天，沿線130.35平方公里的所有污水通過17.5公里的大東湖深隧傳輸至廠內(nèi)，從根本上解決了大東湖地區(qū)的污水處理等水環(huán)境難題。

    減污降碳是“十四五”時期我國生態(tài)文明建設(shè)的重點戰(zhàn)略，也是推進經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型的新動能。近年來，排水公司以“十四五”規(guī)劃目標(biāo)為指引，深入踐行碳達(dá)峰、碳中和發(fā)展戰(zhàn)略，堅定踐行生態(tài)文明思想，以北湖污水處理廠實施低碳化運營探索為切入點，因地制宜，創(chuàng)新思路，大力推進治水治污工作，奮力打造高效能治理新起點，將低碳化發(fā)展作為標(biāo)桿污水廠建設(shè)的重要維度之一，利用光伏發(fā)電、數(shù)字化運維等技術(shù)獲取綠色能源，使污水處理廠擺脫傳統(tǒng)“污水池”的概念，成功打造了一座“綠色工廠”“數(shù)字工廠”。

    ■ 密碼一

    處理污水用“膜”法

    為城市排水管網(wǎng)注入綠色動力

    7月13日上午9時，北湖污水處理廠深隧泵房內(nèi)，泵機馬力全開，生產(chǎn)技術(shù)部部長李貝正在查看相關(guān)運行數(shù)據(jù)。“如今，半個武昌城的污水都通過大東湖深隧這條‘快車道’奔向這里進行深度處理。”

    而真正做到讓“污水”變“美水”，離不開北湖污水處理廠采用的改良型AAO+MBR工藝污水處理工藝技術(shù)，其中MBR膜工藝取代了傳統(tǒng)的物理沉降和化學(xué)處理工藝，在污水處理的穩(wěn)定性、抗負(fù)荷沖擊以及出水水質(zhì)方面優(yōu)勢明顯。

    “自動化、智能化對污水處理行業(yè)的發(fā)展日趨重要，不斷提升污水處理效能，實現(xiàn)節(jié)能降耗是當(dāng)下的重要課題。”李貝說，污水廠采用的MBR膜處理工藝過濾孔徑僅為0.1μm，相當(dāng)于頭發(fā)絲的千分之一，擁有更大的膜通量，能夠除去污水中的微生物、膠體、藻類以及其他引起渾濁的物質(zhì)，同時，該工藝能提高泥水分離效率，減少剩余污泥量，解決了傳統(tǒng)活性污泥法中存在的諸多突出問題。

    雙工藝路線的采用有力保證了出水水質(zhì)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，北湖污水處理廠運行至今，承擔(dān)了大東湖地區(qū)生活污水集中處理工作，破解了武漢市部分地區(qū)生活污水直排入江問題，服務(wù)面積約130.35平方公里、服務(wù)人口248萬余人，使區(qū)域內(nèi)主要排口污染物削減60%以上。

    “北湖污水處理廠就像‘吸濁揚清’的鐵肺，源源不斷為城市排水管網(wǎng)注入綠色動力。”李貝表示，處理達(dá)標(biāo)后的尾水，將通過兩種方式越堤入江——當(dāng)長江水位低時，通過箱涵自流而出；當(dāng)長江水位高時，通過鋼管攀堤而出。同時，北湖污水處理廠排水系統(tǒng)在內(nèi)部設(shè)置了雙管道，實現(xiàn)了雨污分流，并兼顧排漬功能，能有效緩解相關(guān)片區(qū)漬情。

    ■ 密碼二

    給污水處理廠裝上“智慧心”

    處理污水更高效、更安全

    2020年9月16日，北湖污水處理廠正式投入運行，至今已安全生產(chǎn)1033天。

    “確保安全生產(chǎn)也是實現(xiàn)‘數(shù)字工廠’‘綠色工廠’的必要條件之一。”李貝表示，傳統(tǒng)污水處理廠工控系統(tǒng)自動化程度不高，功能簡單，決策高度依賴人為經(jīng)驗，已不能滿足高效綠色的運行要求，“數(shù)字化”“智慧化”已逐漸成為傳統(tǒng)水務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級的重要方向。“創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力引擎。近年來，排水公司在建設(shè)運營污水處理廠標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，縱深推進智慧污水處理廠建設(shè)，逐步實現(xiàn)數(shù)字化管控、網(wǎng)絡(luò)化共享和平臺化協(xié)同，打造了全市一流的數(shù)字化智慧運維綜合管理系統(tǒng)，實現(xiàn)水廠全自動、高可靠、智能化、精細(xì)化運行。”

    該系統(tǒng)主要分為駕駛艙、運行監(jiān)控、報警統(tǒng)計分析、設(shè)備管理、工藝仿真、運行統(tǒng)計及分析、運營效能分析、安全生產(chǎn)管理、報表系統(tǒng)、資料管理、互聯(lián)網(wǎng)平臺共計11個板塊。整套系統(tǒng)集運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、設(shè)備運維、工藝指導(dǎo)等功能于一體。

    就好像有無數(shù)個“神經(jīng)元”潛伏在廠內(nèi)的管網(wǎng)、泵房、電路等重要部位，全天候“放哨”，實時追蹤、監(jiān)控全廠生產(chǎn)、數(shù)據(jù)、故障、運維等體系的“健康”。

    “除了對生產(chǎn)工藝進行監(jiān)督，對廠內(nèi)的設(shè)備、人員我們也進行了智慧化管理。”李貝介紹，系統(tǒng)為污水廠的11484套設(shè)備及每位人員都設(shè)置了二維碼“身份證”，確保一人一碼、一物一碼，同時，為保證現(xiàn)場管理質(zhì)量，污水廠還通過AI及時感知各項關(guān)鍵參數(shù)，達(dá)到防患于未然，提升安全管理水平，防止重大事故、故障的發(fā)生。

    守好廠內(nèi)安全，排水公司更著眼于流域安全。為促進東沙流域水安全、水環(huán)境發(fā)展，北湖污水處理廠與東沙流域水環(huán)境治理系統(tǒng)采取聯(lián)動運行模式。系統(tǒng)中采取北湖污水處理廠、二郎廟污水處理廠、落步嘴污水處理廠及相關(guān)預(yù)處理站聯(lián)動運行方式，根據(jù)收集系統(tǒng)總水量動態(tài)調(diào)節(jié)各廠水量負(fù)荷，并充分利用北湖污水處理廠規(guī)�；�處理效能，實現(xiàn)污水處理設(shè)施最優(yōu)配比，從整體上節(jié)約系統(tǒng)整體能耗。

    ■ 密碼三

    開啟“光伏＋”模式

    每年提供綠色清潔電能約2200萬度

    迎著炙熱的陽光，北湖污水處理廠內(nèi)排列整齊的光伏板正在工作，別看小小的一塊板子，它正一刻不停地將烈日變成綠電，創(chuàng)造巨大的產(chǎn)值。

    北湖污水處理廠一直是“耗電大戶”，用能穩(wěn)定，同時又具有占地面積大、空間開闊等特點，在其上方建設(shè)光伏發(fā)電項目有著得天獨厚的優(yōu)勢。

    作為武漢市污水處理行業(yè)的龍頭企業(yè)，2021年，排水公司踐行節(jié)能環(huán)保新路徑，開始了“污水廠+光伏”的有益探索。

    2022年11月，北湖污水處理廠44884塊光伏板全容量并網(wǎng)運行，總面積達(dá)到18.5萬平方米，相當(dāng)于25個足球場面積，是國內(nèi)最大的污水處理廠分布式光伏發(fā)電項目。

    “降碳、減污是推進生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵，探索光伏發(fā)電技術(shù)對我們推進綠色環(huán)保轉(zhuǎn)型升級具有非常重要的意義。”李貝稱，光伏進入污水處理廠，不僅有助于污水處理廠擺脫對傳統(tǒng)能源電力的長期依賴，給污水處理廠的基礎(chǔ)設(shè)施送去綠色電力，還可實現(xiàn)大氣環(huán)境和水環(huán)境污染減排的雙贏，促進污水處理企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，可謂一舉兩得。

    截至今日，北湖污水處理廠光伏項目已產(chǎn)生綠色清潔電能約1300萬度，讓其升級為名副其實的“綠色工廠”。

    據(jù)計算，在25年運營期內(nèi)，北湖污水處理廠光伏項目每年可提供綠色清潔電能約2200萬度，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)燃煤約0.8萬噸，相當(dāng)于減少二氧化碳溫室氣體排放量約2萬噸，減少二氧化硫排放量約70噸，減少氮氧化物排放量約60噸，減少粉塵排放約2噸，節(jié)能減排效果顯著。

    ■ 密碼四

    搭建污泥處置車間 減少二次污染

    推進污泥無害化、資源化處理處置一直是城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施補短板強弱項的難點。在北湖污水處理廠西北角，新建的污泥處置項目設(shè)計規(guī)模480噸/天，采用的重力濃縮+隔膜板框深度脫水工藝，能有力緩解污泥外運處置困境，提升污水處理能力。

    “濕污泥含水量高達(dá)80%，且有機質(zhì)含量高，并含有寄生蟲、病菌等，很容易發(fā)臭。”李貝解釋，截至目前，廠內(nèi)日均產(chǎn)生污泥泥漿量約為1200噸，如果不進行脫水處理，其存放、轉(zhuǎn)運、處置問題都難以解決，且容易造成環(huán)境的二次污染。

    2023年，北湖污水處理廠還新建了外來污泥接收車間，儲存規(guī)模為300噸（80%含水量），主要處理來自湯遜湖污水處理廠、黃家湖污水處理廠、落步嘴污水處理廠、二郎廟污水處理廠的污泥，再利用北湖污水處理廠現(xiàn)狀污泥脫水車間內(nèi)的備用板框脫水機（處理能力140噸/日），將含水率降低至60%，外運進行協(xié)同焚燒處置。

    “未來，北湖污水處理廠還將進一步發(fā)展污泥處置生產(chǎn)線。”李貝表示，隨著城市污水處理率的提高，廢水處理后的污泥量也在相應(yīng)增長。污泥也不是毫無用處，經(jīng)過處理后的污泥可以制成生物有機炭，作為土壤改良劑，其中篩分出的粗細(xì)砂和礫石還可用于建筑底料回用，將以往無用的淤泥變廢為寶，減少二次污染，更加綠色環(huán)保。

    ■ 密碼五

    合理利用再生水

    為城市發(fā)展“解渴”

    污水處理廠就像一座城市的“腎臟”，是城市水污染防治的第一道防線。近年來，排水公司盤活水資源，將污水處理廠的尾水用于道路清掃、綠化灌溉、景觀補水等，為促進經(jīng)濟綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高水資源配置效率和利用效益，實現(xiàn)城市“第二水源”、探索分質(zhì)供水奠定了基礎(chǔ)。

    污水處理廠尾水也叫再生水，是城市污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)、可重新循環(huán)利用的非飲用水。目前，北湖污水處理廠再生水日均消耗量約1萬噸，用于廠區(qū)中細(xì)格柵及膜格柵反沖洗、生產(chǎn)藥劑稀釋、生物除臭塔噴淋、道路沖洗等，廠內(nèi)共設(shè)6個取水點，每年減少二氧化碳排放700余噸。

    除了為“城市”解渴，排水公司還在企業(yè)利用再生水方向進行了有力探索。為減輕北湖及周邊水環(huán)境流域治理的負(fù)擔(dān)，加快青山區(qū)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)步伐，公司正與青山區(qū)水務(wù)局共同推進實施北湖流域再生水利用工程，利用北湖污水處理廠出水進行水生態(tài)環(huán)境改善，以及大型企業(yè)生產(chǎn)用水替代。

    “青山區(qū)作為國家重化工業(yè)基地，其周邊聚集了武鋼、石化等大型工業(yè)企業(yè)，工業(yè)用水能耗高。企業(yè)如果通過中水資源化利用，以再生水取代自來水，有助于減輕水體污染，保障生態(tài)安全，推動水資源循環(huán)高效利用，也讓北湖污水處理廠的出水變得更加綠色。”李貝介紹，項目分為南線、北線工程。南線工程將在北湖污水處理廠內(nèi)新建一座尾水提升泵站，設(shè)計流量為7.5萬噸/日，配套管網(wǎng)長約6公里，使北湖污水處理廠出水輸送至白玉明渠，以及寶武集團、綠色動力等企業(yè)。北線工程將在北湖污水處理廠廠屬尾水出江泵站內(nèi)新建一座一體化泵站，設(shè)計流量為1.76萬噸/日，配套管網(wǎng)約600米，使北湖污水處理廠出水輸送至八吉府明渠，以及中韓石化公司。

    ■ 密碼六

    搭建綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)基地

    打造污水處理“燈塔工廠”

    生產(chǎn)綠色電能、消減污水污染物、利用新技術(shù)消碳……北湖污水處理廠只是排水公司搭建綠色低碳循環(huán)發(fā)展格局的一個小縮影。

    近年來，排水公司通過資金投入、技術(shù)改造等，在污水處理等方面持續(xù)增值提效、節(jié)污減排，努力構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展新格局，在碳中和的時代進程中，努力打造示范樣本。

    在龍王嘴污水處理廠榮軍、魯巷等6座污水提升泵站進行無人值守改造，改造內(nèi)容包括自控系統(tǒng)改造、視頻監(jiān)控改造、新增泵站無人值守綜合信息管理平臺等；在東沙流域，通過“廠站網(wǎng)一體化”調(diào)度，有效協(xié)調(diào)多個環(huán)節(jié)，使污水處理廠、各預(yù)處理站、污水泵站在不同工況條件下達(dá)到穩(wěn)定運行，提高了水環(huán)境綜合治理能效。

    全面推進黃家湖污水處理廠、龍王嘴污水處理廠、南太子湖污水處理廠五期改擴建工程。黃家湖污水處理廠三期擴建后，采用巴頓普+超濾膜工藝，出水水質(zhì)優(yōu)于一級A，達(dá)到“排水水質(zhì)能養(yǎng)魚”的效果。南太子湖污水處理廠五期擴建工程，還采用雙層加蓋的構(gòu)筑物全地下式布局，最大限度節(jié)約用地，同時減少鄰避效應(yīng)對周邊環(huán)境的影響。

    排水公司對中水回用標(biāo)準(zhǔn)及工藝提升等還開展了一系列相關(guān)技術(shù)研究，并對其應(yīng)用場景開展了試點探索，利用三金潭污水處理廠再生水對黃孝河進行水生態(tài)補水；而黃浦路污水處理廠的再生水則為江灘提供園林綠化用水，全年節(jié)約水費百萬元。

    “以創(chuàng)新科技賦能水務(wù)行業(yè)一直是公司踐行可持續(xù)發(fā)展理念的重要抓手，我們已在打造綠色工廠、數(shù)字工廠等方面取得諸多進展。今年，北湖污水處理廠獲評2023年武漢市綠色低碳典型案例代表是公司深入踐行碳達(dá)峰、碳中和發(fā)展戰(zhàn)略的又一重要成果。”排水公司負(fù)責(zé)人表示，公司將繼續(xù)作為先行者、踐行者和賦能者，以數(shù)字化與低碳化“雙輪驅(qū)動”，繼續(xù)在城鎮(zhèn)排水行業(yè)大力推動減碳進程，對標(biāo)行業(yè)“燈塔工廠”，積極打造未來標(biāo)桿污水廠。

    策  劃

    武漢市水務(wù)集團有限公司  武漢三鎮(zhèn)實業(yè)控股股份有限公司

    武漢市城市排水發(fā)展有限公司  長江日報生態(tài)傳播中心

    撰  文

    謝銘輝  田康莉  楊絲涵  鐘適