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净水样板的力量 —— 广州水投集团持续破解城市净水厂建设运维难

时间: 2024-04-02 14:04:43 |   作者: 行业新闻

  8座新型生态化地埋式净水厂,污水处理设备全部转移到平均17米深的地下,并通过“平面组团”“空间叠加”等集约化布局,实现城市污水治理全地埋、全封闭运行……

  10余年来,广州水投集团持续破解城市净水厂建设和运维之难,为全国水务行业绿色低碳的高水平质量的发展,提供了广州智慧和广州方案。

  针对传统的地上净水厂土地资源浪费、环境不友好、布局受局限、运营效率不高等难题,自2009年开始,广州水投集团聚焦城市水环境治理的难点和民生关切“痛点”,发挥水务全产业链优势,开创性地设计建设运营了地埋式生态化净水厂,在污水治理领域实现了经济效益、环境效益和社会效益的显著提升,为广州取得黑臭水体治理攻坚战历史性成果提供了坚强的基础支撑。

  如今,广州水投集团建设的地埋式生态化净水厂历经三次全面升级,实现了单功能环保设施向多元化城市环境综合体转型。多项技术创新和技术集成,位居全国前列,成功走出了一条城市多种功能有机融合的新型水生态基础设施创新之路。集团先后承办了全国地下污水处理厂技术联盟启动会暨技术交流、第二届粤港澳大湾区水务论坛等重大活动,赢得专家学者、业内同行一致肯定。

  净水厂作为城市重要基础设施,素有“城市之肾”之称,是城市水环境治理关键中的关键。

  传统的地上净水厂在选址、设计、建设、管理及发展上存在着诸多问题和短板。最直接表现在,净水厂为地面式建筑,致使土地综合利用率低、价值低,进而导致土地这一城市宝贵资源的浪费。在运维管理上,传统净水厂还存在着环境不友好、布局受局限、运营效率不高等明显问题。随着广大人民群众对城市环境要求逐步的提升,个人健康安全意识越来越强,地上式净水厂臭气、噪声等二次污染的“邻避”问题逐渐凸显,同时降低了周围土地价值,使得净水厂在中心城区选址、征拆、规划布局等方面均受到极大限制,大幅度提升配套收水管网建设和运行维护成本。

  自2009年建成第一座地埋式净水厂——京溪净水厂(地埋式净水厂1.0版本)以来,广州水投净水公司持续总结优化这一创新模式,2017年建成石井净水厂(一期)(地埋式净水厂2.0版本),至2020年6月新扩建8座地埋式净水厂正式投产(地埋式净水厂3.0版本),数量居全国第一,总产能为181万吨/日。

  这些年里,广州水投集团一直在升级地埋式生态化污水处理厂,将污水处理设备全部转移到平均17米深的地下空间,在地下加盖全封闭完成全部污水处理过程,杜绝污水暴露;生产的全部过程中的臭气在地下通过负压抽吸装置单向输送至臭气处理系统分片集中处理,经由“高空排放塔”有组织的高空达标排放,有效消除臭气外溢;通过优化主要设备选型、强化隔音屏障性能、厂内广植绿化等,将厂区外围噪声值有效降至周边背景值以下;再加上全地埋、全封闭运行,最大限度减少对旁边的环境空气质量的影响,厂区及周边区域空气清爽;8座地埋式净水厂还通过“平面组团”“空间叠加”等集约化布局,实现了节约用地,比同类工艺、同等规模常规地面污水处理厂减少占地30%-50%。

  建设地埋式生态化净水厂,是广州剿灭黑臭水体末端处理补短板工程,也是新型生态基础设施建设绿色工程、民生工程、精品工程。广州水投集团在新基建项目中探索推行全生命周期管理模式,统筹功能、技术、经济等传统因素与土地、资本、生态、环境、技术、人力、产业融合等可持续发展要素,坚持高质量设计、高标准建设,打造新型水生态环保基础设施广州样板。

  匠心打造精品工程,极限安全工期创造广州样板。集团旗下的广州水投净水公司创新工程管理,挑战安全极限工期,用15个月如期优质完成8座地埋式净水厂建设任务,比常规工期时间缩短近一半,创造了地埋式净水厂建设的广州速度;利用厂内生产线水量调配以及抽水泵导水超越、带水切割等首创“不停水”接驳模式,少减产、少溢流,最大限度减轻停产对河涌水质带来的影响;通过优化建设管理,节约建设成本,8座新(扩)建厂区资产投入129亿元,比概算额143亿元节约了10.1%。同时,在建设前充分的发挥政企联动作用,做好安民宣传、解释说明,妥善处理征地拆迁工作,得到周边居民的理解和支持;建设过程中坚持“保进度”与“安民生”同步落实,投诉信访率大大降低。

  先进工艺领跑全国,出水指标优于国家标准。广州水投净水公司根据不同进水水质特性和用地条件采用适宜工艺,生化采用多点进水、多处内外回流的改良AAO工艺,深度处理分别采取了先进MBR膜工艺和传统砂滤池工艺,实现高效脱氮除磷及去除悬浮物等污染物,确保出水满足一级A及地表水Ⅴ类标准较严值。

  创新融资渠道,降低融资成本。广州水投集团综合采用商业银行贷款、政策性银行贷款、国家专项建设基金、企业债、中期票据、超短融券等方式筹措资金。一方面,积极扩大直接融资比例;另一方面,多措并举降低融资成本。开展贷款市场利率LPR转换、置换高成本贷款等多项措施降低存量贷款融资成本,中长期综合融资成本降至3.80%,降低利息费用约1亿元,2020年实现集团成立以来历史最低融资成本。

  提升自主创新软实力,“产学研”合作平台成果丰硕。地埋式生态化净水厂多项技术创新和技术集成在国内走在前列。广州水投净水公司自主研发的“等离子塔-气动乳化-生物过滤”组合除臭技术达到国内领先水平;建设施工中,双套管钻进及麻绳稻草封堵技术、预处理注浆填充、基坑外增加补水井补水平衡措施等系列工法创新,成功解决涌水涌沙、锚索成孔、基坑水土稳定等问题;高效节地AAOA+MBR污水处理工艺、污泥低温干化、地埋式净水厂通风除臭系统等一批技术创新成果有效解决地埋式构造挥发性有机污染物控制和水质标准控制等难题;通过精细化运营管理,MBR膜的常规使用的寿命长达10年,远超于国外厂家设计的5年使用寿命。

  “十三五”以来,广州水投集团发挥水务全产业链优势,持续强化科学技术创新投入,加大与各级科研团队合作力度,成为全国水务环保产业广受欢迎的中试基地。集团及所属企业承担或参与住建部、著名院校、广东省、广州市等各级科研项目200余项,拥有授权专利378项,其中发明专利75项,累计获得国家、省部、市级等各类科技奖项共计121项,科技奖项涵盖供水、排水、净水、市政工程、环保等多个领域。其中,水环保领域的“城镇污水处理厂智能监控和优化运行关键技术及应用”项目成果获得2020年度国家科技进步二等奖。广州水投净水公司、自来水公司、市政设计总院获评为国家级高新技术企业。

  响应国家新型基础设施建设号召,广州水投集团深入推进新型生态水务基础设施的建设,同时深入实施对标世界一流管理提升行动,通过流程再造、科学技术创新等举措,全面推进水务设施运营管理提质增效。广州水投净水公司各净水厂在实现节能降耗的同时,水量、水质、人均劳动生产率全方面提升,营运水平全国领先。

  营运管理不断向精细化、系统化转变发展方式与经济转型,生产效能不断跃升。各净水厂通过收集生产的全部过程关键指标,建立大数据体系,精细化小单位能耗分析,根据水质变化适时调整工艺条件、药剂投加,精准管控高耗能设备,电耗、药耗降耗成效显著;通过统筹物资采购系统化,统筹药剂、重要设备等的集中采购,利用规模优势降低采购成本;通过加强设备预防性检修保养,主要设备故障率从2018年的0.71%下降至2020年的0.63%。2020年中心城区净水厂处理水量合计约13.53亿吨,创历史上最新的记录;出水指标稳定达标并全方面提升,其中2020年出水BOD、COD、氨氮、总磷、总氮平均浓度分别同比下降:57%、25%、36%、9%、5%。

  干化减量破解污泥处理难题,技术成果全国领先。截至2021年10月,广州水投净水公司建成并投产18座厂内污泥干化设施,将含水率80%的湿污泥干化为40%的干污泥,生产能力为1201.5吨/日(含水率40%),污泥干化率为85%,本地焚烧率93%,比2018年分别提升93%、73%和76%,每万吨污水污泥成本同比下降了8.91%,彻底扭转了湿污泥外运运量大、处置难和臭气污水跑冒滴漏的问题,增强污泥处理处置的可控性、安全性、稳定性和经济性。生产线污泥浓度下降到历史最低水平,保障出水水质稳定优质。由于效果非常明显,“城市污水处理厂污泥厂内干化及资源化利用创新与实践”项目获得2018年全国国企管理创新成果一等奖;并被建设部认定为达到国际领先水平;“市政污泥减量及资源化利用关键技术探讨研究及示范”被列为2019年广东省科技厅广东省重点领域研发计划项目。

  构建数字化发展格局,智慧净水厂建设初显成效。以“生产数字化、管理数字化、数字产业化”的智慧水厂建设项目推进业务提质增效:通过积极开展以“智慧生产、智慧安防、智慧管理、智慧宣传”为4大主题,以“水质、设备、健康、安防、管控、宣传”为6大体系的5G智慧水厂建设项目,实现营运生产从“自动化”到“智能化”的跨越式发展;通过对生产的基本工艺段各环节进行碳排放量分析,碳减量工艺自动调控,在中控调度系统上实时展现污水处理全过程及关键设备的碳排放量、碳减排量等关键数据;通过打通各个职能系统间的“信息孤岛”,实现数据的标准化与相互连通共享,智慧办公一屏到位。目前,水质全过程智慧管理系统、精准曝气系统、药剂智能投加系统、设备状态检测系统、员工生命安全监控系统、数字孪生净水厂系统、智慧安防系统等已经建成第一阶段建设,在提升工作效率和精准性、降低电耗、药耗和人力成本、实现数据和信息交互等方面发挥了积极作用。

  随着8座地埋式净水厂的建成,广州水投净水公司营运管理转变发展方式与经济转型,目前所属净水厂深度处理污水占总规模的70%,远优于国家标准,助力全市147条黑臭水体全部消除黑臭、13个国省考断面全面达标,水环境治理成效获得中央环保督察组的高度肯定,广州入选首批国家黑臭水体治理示范城市,“黑臭河涌治理”获评市民认为建设美丽宜居花城中成效最显著的工作。

  环保基础设施不单要当好历史欠账的修补匠,更要当好民生福祉的服务员和城市发展的先行者。地埋式生态化污水处理厂贯彻民生、生态、集约、循环、智能的理念,通过绿色升级,以较少的用地和先进的工艺达到优良的生态效果,以基础设施生态景观化黏合生产、生活、生态空间,化邻避效应为邻利效益,实现单功能环保设施向多元化城市环境综合体转型,走出一条城市环保、景观、更新多种功能有机融合的新型水生态基础设施创新之路,全方面提升了经济社会综合效益。

  生态补水实现资源循环利用升级,助力绿色结构转型。地埋式净水厂配套建设较完备的再生水循环利用系统。一方面,雨水径流经过生态植草沟收集净化后循环利用,改善周边空气中水分含量,缓解城市热岛效应;另一方面,高标准的出水达到再生水标准,除了少量再生水回用于厂区绿化、设备清洗、生产用水外,大部分用于如河涌水域的生态补水,为改善河涌水质、降低片区污染物排放量发挥了非消极作用。再生水回用率从2018年的16.27%提升至2021年39%。

  先进基础设施建设补齐生态短板,助推城市高水平质量的发展。广州水投净水公司结合城市更新、“三旧”改造,为城市建设、转变发展方式与经济转型补齐生态短板,用“绣花功夫”建厂,运用“地下建厂,地上建园”的设计形式,功能与形象兼顾,地面建设与周边自然环境融合一体,打造“一厂一特色”地面景观,并将地面大型园林景观、水域有组织地向公众开放,或建设公共体育设施,补齐片区园林绿地、公服公配设备缺口,工业园区变身居民的后花园、城市的风景线、花鸟鱼虫的天堂,极大提升城市品质,让市民享受更实在、更直接的获得感、幸福感。

  生态园区综合开发,拓展环保绿色产业广度深度。广州水投净水公司又结合各净水厂上盖土地资源的区域特点,提出了住宅、科研办公、商业办公、工业工坊、物流产业园、文体旅游等综合开发方向,极大提升净水厂土地综合开发使用价值,促进国有资产保值增值,带动周边土地价值的整体提升,创造良好的营商环境。通过拓展再生水再利用等增值业务和衍生业务,延伸绿色环保综合产业链;深度挖掘发挥净水厂的环保展示和科普基地影响力,积极申报AAA级风景区、环保研学基地、环保产业园等,建立水环境保护宣传品牌项目,定期接待市民群众、社会团体预约参观学习,逐步扩大环保宣传辐射面与影响力。