一、工程概况
北京市高安屯污泥处理中心及再生水厂工程是落实《北京市加快污水处理和再生水利用设施建设三年行动方案(2013—2015年)》计划,解决城市污泥处理困境、提升资源综合循环利用效率、改善区域水环境质量、促进实现绿色低碳高质量发展的重要民生工程。
该项目位于北京市朝阳区东部金盏乡,占地26.9 公顷。污泥处理规模为1836t/d,承接本厂高安屯及外厂清河、定福庄、北苑、酒仙桥、北小河6座再生水厂产生的污泥;餐厨垃圾协同处理规模为550t/d;消化液厌氧氨氧化处理规模为4600t/d;污水处理规模为20万m3/d。污泥处理工艺采用 “热水解+厌氧消化+板框脱水+热电联产+土地利用”综合处理方案,达到污泥高产气率、高稳定化、高卫生学指标,处理后的污泥可用于林地、矿山修复等,实现污泥处理处置全链条解决方案;通过实施沼气发电、光伏工程、水源热泵,充分利用清洁能源践行绿色低碳发展;引进餐厨垃圾与污泥协同,不仅解决了城市餐厨垃圾处理中消化运行不稳定、高盐沼液处理费用高等难题,还整体提升了污泥处理沼气产量和发电量,沼气发电规模6MW,光伏发电规模1.62MW。通过降碳、替碳、固碳多项措施,率先成为全国首个能源自给、大型污泥处理中心及再生水厂。
项目建成至今运行稳定,产品全部资源利用,改良土地超10万亩,通过沼气和光伏发电实现能源自给率100%,年降低运行费4700万元,是泥水共治、餐厨协同、多能耦合、能源自给的全国首个大型碳中和示范工程。
工程于2014年3月开工,2018 年12月竣工,总投资42.99亿元。
二、科技创新与新技术应用
1.运用前沿技术,改性污泥特征,提升处理效果。
针对北京市污泥特点,成功应用的热水解厌氧消化工艺,较传统工艺减少消化停留时间30%、节约用地20%、产沼率提高40%、有机物分解率超50%、提升脱水效率 25%,粪大肠菌群数低于检出限值,远低于美国503污泥A级标准每克总固体小于1000个的要求。
2.餐厨协同、多能耦合、综合利用、零碳排放。
引入餐厨垃圾与污泥协同处理,既解决餐厨垃圾处理困境又提高能源回收效能;实施沼气及光伏年发电4530 万kW·h、热能回收7200MJ。
通过降碳、替碳、固碳等综合措施,利用清洁能源,实现零碳排放。
3.应用自主创新科技成果。
将自主创新的厌氧氨氧化高效脱氮技术应用于消化液处理,减少消化液回流对总氮负荷的影响,节约能耗30%,碳减排50%以上。《污水厌氧氨氧化高效脱氮技术体系创建与产业化应用》获得北京市科学技术进步奖一等奖。
4.实现污泥资源回归土地。
污泥处理采用“热水解+厌氧消化+板框脱水+热电联产+土地利用”综合处理方案,每年可产高品质营养土23.87万t,全部用于林地、土地改良、矿山修复等,为污泥处理处置提供可复制的典型整体解决方案。
5.打造建设规模之最。
亚洲最大采用热水解厌氧消化工艺的污泥处理中心;世界最大圆柱形钢制污泥消化罐,单罐容积11500m3;世界最大双膜沼气储柜单个容积8500m3。
6.创新施工工法,提高安全质量。
采用先进的倒装施工法及液压提升系统完成世界最大钢制消化罐安装,保证罐体平稳提升及施工安全;多项发明专利,大幅提高施工速度,缩短施工周期。
三、获奖单位
北京城市排水集团有限责任公司
北京市市政工程设计研究总院有限公司
北京北排建设有限公司
北京建工集团有限责任公司
北京建工土木工程有限公司
四、推荐单位
中国土木工程学会水工业分会