天津津沽、余杭污水处理厂四期项目城镇污水资源化综合利用、京门头沟区第二再生水厂低碳能源综合利用、郑州新区二期污泥热解气化、仓市城东水质净化厂工程案例

附录A天津津沽污水处理厂城镇污水资源化综合利用案例1.案例概况天津津沽污水处理厂依托现有污水处理设施，系统集成沼气锅炉热能梯级利用、光伏发电、污水源热泵、高效节能设备更新、智能生产管理系统以及再生水回用等先进技术，旨在将传统“能耗型、排放型”设施升级为“能源自给、低碳运行、水资源循环利用”的绿色标杆。项目特色包括：沼气锅炉及热能梯级利用系统（供消化罐保温、热干化及沼液生物池保温）、分布式光伏发电系统、污水源热泵系统（供办公楼供暖及制冷）、永磁同步电机及磁悬浮鼓风机推广、全厂智能生产管理系统以及再生水回用系统（尾水经深度处理后回用于厂区绿化、道路冲洗及周边市政杂用）等。改造后单台综合能耗降低60%-70%。项目以“能源梯级利用”与“系统能效”为核心理念，通过“沼气热能-光伏电力-污水热泵”多能互补网络，结合再生水循环利用，实现污水处理从单纯达标排放向能源自给、水资源再生利用的综合服务型设施转型，经济效益与环境效益显著。2.技术路线案例主要由能源系统（沼气锅炉+光伏+污水源热泵）、污泥处理系统（厌氧消化+板框脱水+热干化）、高效节能设备更新、智能生产管理以及再生水回用五大板块系统组成，各系统之间能量流、物质流、信息流高度耦合，形成“水质净化-能源自给-资源循环-低碳排放”的复合生态系统。天津津沽污水处理厂城镇污水资源化利用技术路线如图A.1所示。图A.1天津津沽污水处理厂城镇污水资源化利用技术路线主要系统如下：（1）能源系统：以沼气锅炉为核心，利用污泥厌氧消化产生的沼气燃烧产热，热能优先用于消化罐保温（维持35-38℃中温消化）、污泥热干化及沼液生物池保温，实现厂内热力自平衡。同时建设分布式光伏发电（单晶硅双面组件，自发自用），补充电力需求。污水源热泵提取低品位热能，用于办公楼供暖及制冷，提升建筑能效。（2）污泥处理系统：剩余污泥进入厌氧消化罐，产生的沼气供给沼气锅炉。消化后污泥经板框脱水+热干化处理，产物满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（GB/T23486-2009）等标准，用于园林绿化、土地改良或林地利用，实现污泥的资源化利用。（3）高效节能设备更新：全面推广永磁同步电机，配套矢量变频器，重点应用于搅拌器、回用水泵等连续运行设备。（4）智能生产管理系统：建设覆盖全厂的智能生产管理平台，集成生产运行、能耗、物料、设备状态等数据，实现工艺流程监控、能源供需实时优化、设备预测性维护、碳排放自动核算、再生水调配管理等功能，支撑精细化、柔性化运营决策。（5）再生水回用系统：污水厂出水水质达到天津地标A类标准，部分经过双膜法工艺进一步处理后作为高品质再生水，用于工业大用户、市政杂用（包括居民冲厕、绿化灌溉、景观补水等），减少自来水用量，提高水循环利用率。3.利用效益（1）资源化效益污水厂出水水质达到天津地标A类标准，部分经过双膜法工艺进一步处理后作为高品质再生水，用于工业大用户、市政杂用（如居民冲厕、绿化灌溉、景观补水等）等利用途径，年节约自来水超2000万m3，缓解了区域水资源压力；污泥经厌氧消化、脱水后满足国家相关标准，用于园林绿化、土地改良，将污泥中的有机质和营养元素回归土壤，促进了循环经济发展。（2）节能降碳效益利用沼气锅炉满足消化罐保温（35℃~38℃）、热干化及沼液生物池保温的热力需求；光伏发电补充厂区约20%的电力消耗；污水源热泵实现办公楼零化石能源供暖/制冷。通过厂区分布式光伏发电，年碳减排量超13000tCO2，降碳效果显著。（3）社会经济效益项目提高了清洁能源供应，降低了化石能源消耗，实现了污水、污泥的资源化利用，保护了区域水生态环境。作为绿色低碳循环经济典范，项目为污水处理行业从“治理末端”向“能源工厂”、“水资源再生工厂”转型提供了可复制、可推广的工程实证，有力推动了区域生态文明建设与“双碳”目标落地。附录B余杭污水处理厂四期项目城镇污水资源化综合利用案例1.案例概况余杭污水处理厂四期位于浙江省杭州市余杭区，建设规模为15万m³/d，采用“全地下双层加盖”建厂模式。该项目通过A²/O+MBR核心工艺，构建了“再生水利用+污水源热泵+光伏”多路径资源化利用体系，形成“厂网河一体化、水热统筹、多能互补、固碳协同”的综合资源化模式，实现污水“变水、变热、变能”全链条资源化。项目服务人口69.6万，能源自给率19.1%，厂内碳中和率11.6%，在负荷率90%的情况下出水稳定达准Ⅳ类标准，全面支撑城镇污水基本面提升与双碳目标落地。2.技术路线案例采用多维度统筹、全链条回收、一体化管控的污水资源化综合技术路线，以污水深度处理为基础，同步实现水资源、热能、清洁能源、污泥高效回收与生态固碳协同增效。该项目案例的技术路线如图B.1所示。图B.1余杭污水处理厂四期项目城镇污水资源化利用技术路线水资源利用方面，15万m³/d污水进入厂区后经A²O+MBR工艺深度处理的达标尾水优先用于厂内绿化浇灌、设备冲洗与药剂配制，并预留3万m³/d外供能力，其余尾水作为余杭塘河生态补水，实现水资源的“厂内自用—区域外供—生态补水”多级利用。热能资源化部分，提取污水中的低品位热能，通过污水源热泵技术为厂区供暖制冷，未来计划向周边产业园区跨区供热，拓展能源利用范围。清洁能源利用方面，充分利用地上公园车棚建设光伏系统，产能量就近消纳于厂区办公用电，降低对外购电力的依赖。另外，污泥资源化利用部分，剩余污泥经离心脱水后，外运至热电厂焚烧发电或送至水泥厂作原料，实现热源与无机质的全流程回收。最后，依托5.2万m2地上生态公园开展植物种植，形成生物固碳汇，与上述技术路径共同构建“减碳—替碳—固碳”的城镇污水资源化利用体系。3.利用效益（1）资源化效益2023年再生水利用量96.41万m³，回用水占园区总用水96.7%，年节约新鲜水96.41万m³，尾水作为余杭塘河生态补水，年补水量达3500万m³，有效改善河道水质，助力余杭塘河下游断面提升至Ⅲ类水标准。（2）节能降碳效益污水源热泵年减碳373.68t，光伏年减碳61.78t，中水回用年减碳142.81t，绿地年固碳797.5t，节能技改年减碳804.77t，2023年总碳减排量2180.54t；能源自给率达19.1%，吨水电耗0.454kWh/m³（剔除辅助用电），远低于行业平均。（3）社会经济效益项目吨水占地面积0.17m²，较国标节约84.4%；万吨水运维1.53人，直接运营成本显著低于行业平均；多元化资源回收利用有效抵扣了部分运行成本，形成了可复制、可推广的城镇污水资源化与低碳运营模式，获评国家发改委、住建部首批污水处理绿色低碳标杆和全联环境商会绿色低碳典型发展案例，为实现环保设施生态化与低碳化运营提供了可推广的样板。

附录C北京门头沟区第二再生水厂低碳能源综合利用案例1.案例概况北京门头沟区第二再生水厂是门头沟城区唯一污水处理水厂，也是北京碧水源首个“全地埋式”水厂，位于门城南端卧龙岗北侧，西临西苑路，南临京昆路，北侧、东侧为冯村沟，采用“地上花园、地下水厂”形式。处理能力8万m3/d，采用改良A2/O+MBR处理工艺，总占地5.5万m2，出水执行《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/890-2012）中的A标准，再生水用于河湖补水、绿化灌溉、道路降尘等。门头沟区第二再生水厂低碳能源综合利用项目通过利用先进的绿色低碳能源技术，充分利用厂内可再生能源，探索再生水厂碳中和的新路径，逐步向低碳高质量发展迈进。2.技术路线充分利用厂内有限可再生资源，构建“3能1平台”的绿色低碳新路径，包括了光伏、水力、余热新能源利用，并开发了碳排放管理平台。（1）充分利用厂内有限屋顶资源，实现光伏发电考虑到即不破坏地上公园的生态，又能充分利用可用空间，在粗格栅间、除泥间楼、综合楼、热泵机房、机修车间仓库、臭氧制备间房屋、尾气臭氧分解设备间平台等处安装光伏组件，分布式光伏直流侧总容量约为423.36kWp，其中540Wp的单晶硅光伏组件460块，430Wp轻质化组件570块。总面积共计3700m2，年度发电量49.8万kWh，采用“自发自用，余电上网”模式。（2）利用排水口水势能，建设水利发电机组在再生水厂退水口与河道的底部接口处建设一座水箱，水箱上部安装一台10kW的轴流式永磁发电机组，按年均有效运行时间6480h计，预计年均发电6.48万kWh，主要用于水厂地下照明使用。（3）利用再生水余热，使用水源热泵机组供热和供冷利用处理过的再生水建设一套水源热泵系统作为厂区建筑物的供热和供冷源。该热泵系统冬季可供暖，夏季可兼作空调，是一个以采暖为主要功能的采暖空调一体化系统。冷媒温度：夏季供水温度为7℃，回水温度为12℃。热媒温度：冬季供水温度为55℃，回水温度为50℃。全厂地上建筑物总建筑面积约为4554.63m2。（4）开发厂内碳排放管理平台展示降碳成效搭建整个厂区内的碳管理平台，用于核算碳排放数据，公布厂内所有低碳设备运行数据，新能源利用情况，并展示降碳效果，从而带动员工和群众共同参与绿色低碳生产生活。3.利用效益（1）资源化效益项目通过尾水发电、热泵等低碳能源化技术，因地制宜探索中小型再生水厂绿色低碳发展路径，满足了该厂自身部分用电和全部供冷供热需求。（2）节能降碳效益项目通过安装498.10kWp光伏组件，二氧化碳减排量300t/a；通过建设10kW水力发电轴流式永磁发电机组，二氧化碳减排量39t/a；利用水源热泵供热，总供热面积约为3951.2m2，二氧化碳减排量87t/a，共计碳减排426t/a。（3）社会经济效益项目通过光伏和水利发电，可再生能源每年发电量可达56.28万kWh，按照平均电价0.7元/KWh计算，每年节约电费成本39.4万元；通过再生水余热供暖，总供热面积约为3951.2m2，一个供暖季可节约燃气费55.7万元；共计节约95.1万元。项目通过采用先进的绿色低碳能源技术，充分利用厂内可再生能源，探索形成了一条再生水厂能源化综合利用与碳中和的新路径，为污水处理行业逐步向低碳高质量发展迈进提供了案例支撑。

附录D郑州新区二期污泥热解气化工程案例1.工程概况郑州新区二期污泥热解气化项目设计处理规模为1000t/d（以污泥含水率80%计），采用“机械浓缩+板框脱水+干化+热解气化”工艺，项目总投资为10.1亿元。项目于2024年6月建成并进入试运营阶段，2025年1月正式投入商业运营。运行期间工况稳定，各项技术指标均符合国家及地方相关标准要求，有效缓解了郑州市污泥处理处置压力，为区域污泥安全妥善处置、实现污泥减量化、无害化、资源化目标提供了有力支撑。2.工艺流程本工程采用“机械浓缩+板框脱水+干化+热解气化”工艺流程。经过板框压滤后的污泥，通过柱塞泵送入干化机中烘干，将污泥含水率降至20%左右；干化后的污泥进入造粒机中进行造粒，污泥造粒后进入到气化炉中发生热解气化反应生成可燃气体和炉渣；可燃气进入到热风炉中进行燃烧，产生的高温烟气进入到余热锅炉生产蒸汽，输送至干化单元用于烘干污泥；炉渣可用作制砖、水泥等建筑材料回收利用。产生的废水进入污水处理系统进行处理，烟气经过余热利用后进入到烟气处理，达标后排放，臭气经化学洗涤+生物滤池处理后排放。具体工艺流程如图D.1所示。图D.1郑州新区二期污泥热解气化项目工艺流程图3.工艺参数项目设计处理规模为1000t/d（以污泥含水率80%计）。板框单元出泥含水率在65%左右；干化机出泥含水率设计值为20%，干化机单台蒸发能力约为4t/h~8t/h，高峰时干化机中总蒸发能力约为32t/h。污泥成型后为直径10~20mm的棒状颗粒；气化炉入炉物料含水率设计值为20%，单炉正常处理能力设计值为8.33t/h（80%含水率计）；热风炉炉膛温度不低于850℃，停留时间大于2s；余热锅炉设计蒸发量为6t/h.台，蒸汽压力为1.6MPa。烟气处理系统设计烟气量为80000方/小时，烟气排放指标参考GB18485《生活垃圾焚烧污染控制标准》执行，颗粒物浓度30mg/Nm3，SO2浓度100mg/Nm3，NOx浓度300mg/Nm3。除臭系统设计臭气量约40万m3/h，排放指标参照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准执行。4.关键设备（1）机械脱水系统配置高压厢式隔膜板框压滤机20套，每套板框压滤机过滤面积800m2，滤板尺寸2000mm×2000mm，系统配套高低压进泥泵、污泥调理池、加药装置、一级出泥螺旋、二级出泥皮带和三级出泥皮带等。（2）污泥干化系统配置4台带式干化机，每台蒸发能力约为4t/h~8t/h，污泥干化装置依据工艺流程的顺序进行设备及管道布置，依次布置污泥料仓、污泥干化机、污泥成型机等设备。（3）污泥热解气化系统污泥热解气化装置设计污泥处理能力为1200t/d（以污泥含水率80%计），单炉正常处理能力为200t/d（以污泥含水率80%计），配置8台污泥气化炉，6开2备；污泥气化炉本体配套有污泥输送、污泥加料、热解气化、排渣及其他附属设施，依次由上到下分别布置；紧邻污泥气化炉设有附属系统区域，包括焚烧炉、余热锅炉及配套设备，同时布置燃气总管，方便与其他区域管路衔接。污泥气化炉和焚烧炉、余热锅炉一一匹配，共设6条污泥热解气化生产线。（4）烟气处理系统设2条烟气处理线，包括除尘系统、干法脱硫系统及SNCR+SCR脱硝系统，经处理达标后从烟囱排放。5.工程效益（1）资源化效益项目采用污泥热解气化技术，将污泥中有机质高效转化为以CO和H2为主的高值可燃气，替代甲烷等外部化石燃料，并将余热全量回用于系统前段的污泥干化工艺，实现了系统内部的热能高度自给，能量回收与节能效果显著；同时，反应生成的无机炉渣理化性质稳定，可直接替代5%～20%的水泥生产原料，实现了无机炉渣由“废弃物”向“绿色建材”的跨界转化，具有显著的污泥资源回收效益。（2）节能降碳效益项目基于“系统能源自给+炉渣建材化利用”的深度资源化模式，打破了污泥传统末端处置的高碳排放难题。经系统核算，项目处理每吨污泥（以污泥含水率80%计）的综合净碳排放量为300.36kgCO2，经对比评估，与同等处理规模的污泥焚烧项目相比，项目的污泥处理碳排放量大幅降低了58.35%，契合了国家减污降碳协同增效与绿色低碳发展的战略导向。（3）社会经济效益项目通过气化炉与热风炉等核心成套装备的完全国产化替代高昂进口溢价设备大幅降低了设备初始采购成本，采用高度模块化与一体化集成设计极大精简了外围土建工程及辅助配套设施的资金投入，采取标准化设备供应显著缩短了现场安装与调试周期，有效降低了施工期间的管理支出与资金占用成本，保障了项目单位投资的高度可控，按污泥含水率80%计，项目总投资50万元/t；通过能源自给、自控升级与产物深度资源化等多维技术集成，项目实现了极具竞争力的低运营成本与高经济效益，其直接运行成本200元/t（以含水率80%污泥计）。项目为行业打通了污泥“变废为宝”新路径的深度资源化模式，实现了污泥处理与利用的有效衔接，取得了显著的社会经济收益。

附录E太仓市城东水质净化厂工程案例1.工程概况太仓市城东水质净化厂，位于江苏省太仓市主城区苏州路岳鹿路东北侧，设计日处理量15万m3/d，采用半地下式集约化箱体形式。厂区占地约160亩，总投资约13.9亿元。服务范围为东至陆新路、南至新浏河、西至太平路、北至杨林塘-苏昆太高速，服务范围面积约136km2，服务人口约45万人。污水处理采用预处理+MBR工艺（A2/O+膜池），污泥处理采用离心浓缩脱水处理工艺，出水水质执行苏州特别排放限值标准、DB32/4440-2022和DB32/1072-2018。工艺中创新应用振动MBR工艺，为国内最大规模工程应用案例之一，最大程度实现污水处理过程碳减排，响应国家双碳战略。2024年累计处理污水总量为1192.5万t。2025年累计处理污水总量1362.9万t。出水水质各项指标均优于地方排放标准，达到再生水景观环境用水水质标准。2.工艺流程项目采用“粗格栅+进水泵房+细格栅+曝气沉砂池+初沉池+膜格栅+A2/O生物反应池+MBR膜池+次氯酸钠消毒”工艺。图E.1太仓市城东水质净化厂工艺流程图3.工艺参数预处理：前端进水液位运行时应控制在4m~4.5m之间，最低液位不低于3.5m。粗格栅、细格栅和膜格栅的栅条间隙分别为15mm、5mm和1mm。根据进水水量开启一侧沉砂池，定时排砂排泥。进水CODCr若长时间高于设计值，开启初沉池。A2/O生化池：采用三级回流，外回流至好氧池前端，硝化液回流至缺氧池前端，缺氧池末端回流至厌氧段。好氧池前中后区域溶解氧控制在0.5mg/L、1.5mg/L、2.4mg/L三个范围内。厌氧池前端硝态氮控制在4.5~5.5mg/L，末端硝态氮低于1mg/L。振动膜池：目前每组膜池产水量约240m3/h，产水泵频率可跟据产水量进行调整。根据生化池污泥浓度调节MBR膜池排泥时间，生化池污泥浓度低于6000mg/L时停止排泥。根据跨膜压差观察膜组的使用情况，一般负压20左右，超过负压35需浸泡洗膜。根据生化池处理量、污泥浓度等其他指标来及时调整外回流泵使用数量和频率。污泥脱水机房：采用PAM粉剂加药，稀释比例为0.4‰。一共四座储泥池，开机后两两交替储泥，单次储泥交替时间长于30min，开机后通过调节差速转速保证出泥质量，控制扭矩高于30%，保证出泥质量。消毒池：使用浓度为5%的次氯酸钠消毒，通过自动投加系统加药。4.关键设备项目配套关键设备如表E.1所示。表E.1郑太仓市城东水质净化厂关键设备一览表位置设备名称型号规格数量进水泵房进水泵Q=1353.6m3/h,H=14.5m，75kW8粗格栅1500mm×14.05m，水深3m，栅条间隙15mm4细格栅及曝气沉砂池细格栅栅前水深1700mm,渠宽1600mm，P=1.1kw，内进流式，b=3mm,α=90°6初沉池及膜格栅膜格栅CFB108/5-B(1mm）6西生化池内回流泵Q=434L/S，H=1.25m10推进器P1=5.2KW，P2=4KW20搅拌器P1=4.2KW，P2=3KW，Qmax=745m3/h10东生化池内回流泵Q=434L/S，H=1.25m12推进器P1=5.2KW，P2=4KW20搅拌器P