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| 污水(shui)(shui)處理(li)廠尾水(shui)(shui)發電(dian)，究竟能不能省錢(qian)？ |
| 發表時間：2023-12-22 15:03:33 作者：admin |
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1 年發電(dian)量42.5萬(wan)度，華南首(shou)個污(wu)水(shui)處理廠尾水(shui)發電(dian)項目投(tou)產(chan)
7月3日，華南地區首個污水(shui)(shui)處理(li)廠尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)電(dian)項目(mu)在廣業環保(bao)集團澄(cheng)海污水(shui)(shui)處理(li)廠正式投產。據了解，尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)電(dian)是利(li)用污水(shui)(shui)處理(li)廠出(chu)水(shui)(shui)排放落(luo)差進(jin)行發(fa)電(dian)的一種綠色清(qing)潔能源(yuan)，這類項目(mu)既不(bu)需要(yao)消耗燃料資源(yuan)，又不(bu)釋放污染物和(he)廢料，也(ye)不(bu)產生溫室氣體破壞(huai)大(da)氣環境(jing)，還可以推(tui)進(jin)尾(wei)水(shui)(shui)資源(yuan)化利(li)用，具有明顯的社會(hui)效(xiao)益(yi)和(he)經濟效(xiao)益(yi)。
污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)尾水(shui)(shui)發(fa)電(dian)，與傳統(tong)水(shui)(shui)力(li)發(fa)電(dian)的原理(li)基(ji)本相同，兩者都是(shi)(shi)利用(yong)(yong)水(shui)(shui)位(wei)落(luo)差產(chan)生(sheng)的水(shui)(shui)流推動(dong)(dong)水(shui)(shui)輪發(fa)電(dian)機轉(zhuan)動(dong)(dong)，將水(shui)(shui)的動(dong)(dong)能和勢能轉(zhuan)換為電(dian)能。不同之(zhi)處(chu)在于(yu)傳統(tong)水(shui)(shui)力(li)發(fa)電(dian)是(shi)(shi)利用(yong)(yong)大壩(ba)聚攏的天然(ran)水(shui)(shui)流，而尾水(shui)(shui)發(fa)電(dian)則是(shi)(shi)利用(yong)(yong)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)出水(shui)(shui)排放(fang)的高低落(luo)差進行發(fa)電(dian)。
總體(ti)來(lai)看，尾(wei)水(shui)發電(dian)是一種綠色清潔能(neng)源，具(ju)有不(bu)用修筑攔水(shui)大壩、尾(wei)水(shui)排放具(ju)備自然(ran)勢(shi)(shi)能(neng)、尾(wei)水(shui)不(bu)含雜質、不(bu)會對水(shui)輪機造(zao)成影響、出水(shui)流量基本(ben)穩定等優勢(shi)(shi)。
具體到華(hua)南這(zhe)個項目(mu)，它(ta)是由廣(guang)業環(huan)保集(ji)團與廣(guang)東正(zheng)誠(cheng)電氣科技有限公司聯合(he)開發(fa)的，項目(mu)突破了傳統水(shui)力發(fa)電水(shui)位(wei)落差高、工程投(tou)資大的瓶頸，創(chuang)(chuang)造(zao)性地(di)實(shi)現了3.5米超(chao)低水(shui)頭發(fa)電，并設計了自(zi)動(dong)調(diao)速技術(shu)，可以根據水(shui)量(liang)的變化自(zi)動(dong)調(diao)整頻率、功率，實(shi)現了無人值守發(fa)電，這(zhe)在華(hua)南地(di)區乃至全國(guo)都是首創(chuang)(chuang)。
當(dang)前，國內(nei)水(shui)力(li)發(fa)(fa)電(dian)主要(yao)是利(li)用(yong)自然水(shui)體和(he)潮汐發(fa)(fa)電(dian)，利(li)用(yong)污水(shui)處理廠尾水(shui)發(fa)(fa)電(dian)的企業只有寥寥數家(jia)，低(di)于5米的超低(di)水(shui)頭發(fa)(fa)電(dian)案例更(geng)是完全空白。
2009年8月，國(guo)內首個利用污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠尾水發電(dian)的(de)項(xiang)目(mu)在(zai)重慶市雞(ji)冠(guan)石(shi)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠試運行。但(dan)雞(ji)冠(guan)石(shi)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠是利用了重慶地區的(de)天然落差，水頭(tou)為15.5米，與平原地區污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠水頭(tou)大多(duo)在(zai)5米以下的(de)實際情況差異較大。
為(wei)此(ci)，廣東環保集團啟動(dong)了對(dui)超低水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)頭(tou)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)尾水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)發(fa)電的研究(jiu)。研究(jiu)人員在(zai)對(dui)汕潮區域中(zhong)心全部污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)的尾水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)排(pai)放(fang)情(qing)況(kuang)摸底調查基礎上，邀請了省內外(wai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)電專(zhuan)家進(jin)行項目論證，并遠赴廣西(xi)、江西(xi)、四川等地(di)進(jin)行技(ji)(ji)術交流(liu)，確定了適合廣東污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)的尾水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)發(fa)電模(mo)式，解(jie)決了低水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)頭(tou)發(fa)電、尾水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)模(mo)型等技(ji)(ji)術難點。
2022年11月9日，澄海污水廠尾水發電項目正式開工建(jian)設，總投資約145萬元。今年7月3日，該項目正式投產。
目(mu)(mu)前，澄海污(wu)水廠(chang)已建(jian)成一(yi)、二期，設計規模為(wei)12萬(wan)噸/天。在三期項目(mu)(mu)暫未(wei)并入(ru)的情況下，項目(mu)(mu)發電約為(wei)22千瓦，日發電量(liang)約528度(du)，預計年發電量(liang)可達(da)19萬(wan)度(du)，可望(wang)實現年效益12.4萬(wan)元。
未(wei)來(lai)，隨(sui)著三期7萬(wan)噸處理污水(shui)量能(neng)(neng)力的增加，尾(wei)水(shui)發(fa)電項目(mu)還(huan)將進一步提(ti)高發(fa)電效(xiao)能(neng)(neng)。預計(ji)發(fa)電出力能(neng)(neng)夠提(ti)升至50千瓦(wa)，年發(fa)電量提(ti)升至42.5萬(wan)度，每年可以相應地減(jian)少(shao)423.7噸二(er)氧化碳排放，實現年效(xiao)益27.6萬(wan)元。
根據(ju)廣東環保集團保守估計(ji)，大概5-6年，尾水發電項(xiang)目便可收(shou)回全部投(tou)資成本(ben)。
2 重慶(qing)、長(chang)沙(sha)、武漢(han)，污水處理(li)廠尾水發電項目(mu)已有很多(duo)
污水處(chu)理(li)(li)廠(chang)尾水發電(dian)，對于不少讀者(zhe)來講可能是一(yi)個新(xin)鮮事。事實上，中國的第一(yi)個污水處(chu)理(li)(li)廠(chang)尾水發電(dian)項目(mu)早在2009年就已在重(zhong)(zhong)慶雞冠石污水處(chu)理(li)(li)廠(chang)試運(yun)行了，距離現在已有(you)14年的歷史(shi)。據了解，雞冠石污水處(chu)理(li)(li)廠(chang)隸屬(shu)于重(zhong)(zhong)慶市排水有(you)限公司，是建國以來重(zhong)(zhong)慶市第一(yi)大污水處(chu)理(li)(li)廠(chang)，設計處(chu)理(li)(li)規模(mo)80萬(wan)m3/d，規模(mo)居西南第二、全國第五，服務人(ren)口近300萬(wan)人(ren)。
由于重慶市天然的(de)(de)地理(li)(li)優勢，雞冠石污水(shui)處理(li)(li)廠(chang)(chang)的(de)(de)尾水(shui)在進(jin)入長江之前，有一段(duan)落差很大(da)，排放高程常年在165-182m，排水(shui)最大(da)落差約27m。工程師(shi)們巧妙地利用這段(duan)落差，建成了國(guo)內首(shou)個尾水(shui)發電(dian)站，設計水(shui)頭15.5m，設計的(de)(de)頂托最低(di)尾水(shui)位(wei)為(wei)168m。2022年擴容改造后，該(gai)廠(chang)(chang)額(e)定(ding)裝機容量為(wei)2500kw，年利用小(xiao)時數可(ke)達5247h，年發電(dian)量為(wei)1312萬(wan)kwh以上，可(ke)以解決該(gai)廠(chang)(chang)17%左右的(de)(de)用電(dian)負荷，每年可(ke)節約電(dian)費近500萬(wan)元(yuan)。
除了雞冠石污(wu)水處理(li)廠(chang)，與其(qi)一江(jiang)之隔的重慶中法唐家沱污(wu)水處理(li)公司也(ye)上馬了尾水發電(dian)項目。該(gai)廠(chang)日處理(li)能力為40萬噸(dun)，裝機(ji)規模(mo)為800千瓦(wa)，年(nian)均發電(dian)500多萬千瓦(wa)時，可以(yi)解決廠(chang)內用電(dian)的8%，年(nian)節(jie)約(yue)電(dian)費300萬元左右。
除了像雞冠石、唐家(jia)(jia)沱(tuo)這樣的大型污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)，中小(xiao)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)一樣可以利(li)用尾水(shui)(shui)(shui)發(fa)電(dian)。2022年4月，三峽水(shui)(shui)(shui)務就與國家(jia)(jia)電(dian)投集團重慶電(dian)力(li)有限公(gong)司達成(cheng)戰略(lve)合作(zuo)，建成(cheng)肖家(jia)(jia)河污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)尾水(shui)(shui)(shui)發(fa)電(dian)站(zhan)。
據(ju)了(le)解，肖家河污水(shui)處(chu)理廠日(ri)處(chu)理量(liang)為8萬(wan)立(li)方米，尾水(shui)發電站年(nian)發電量(liang)約110萬(wan)KW.h，約等于500戶家庭年(nian)用電量(liang)，可減少二(er)氧(yang)化(hua)碳排放約1100噸(dun)/年(nian)。
事實(shi)上，不光是重慶(qing)市(shi)，在湖(hu)北(bei)、湖(hu)南等(deng)地，近兩(liang)年來都有污水處(chu)理廠實(shi)現了尾水發電。
在湖南(nan)長(chang)沙(sha)，2022年(nian)8月(yue)31日，雨花(hua)水(shui)質凈(jing)化廠(chang)尾水(shui)發(fa)電(dian)項目順利竣工驗收完成并(bing)網發(fa)電(dian)。據了解，雨花(hua)水(shui)質凈(jing)化廠(chang)日處理水(shui)量6萬(wan)噸，出水(shui)水(shui)位落差達到11米。雨花(hua)水(shui)質凈(jing)化廠(chang)尾水(shui)發(fa)電(dian)項目裝機容量為(wei)75KW，年(nian)發(fa)電(dian)量為(wei)53.9萬(wan)Kwh。
在湖北武漢(han)(han)，有污水(shui)處理(li)廠甚至通過(guo)“尾水(shui)+光(guang)伏(fu)+風能(neng)(neng)”等多種能(neng)(neng)源互補(bu)的方式，試圖實(shi)現(xian)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)自(zi)給自(zi)足(zu)。2022年6月6日(ri)，國(guo)內(nei)首個市內(nei)風光(guang)水(shui)多能(neng)(neng)互補(bu)尾水(shui)發電(dian)(dian)(dian)站(zhan)一(yi)期示范項目(mu)在武漢(han)(han)成功發電(dian)(dian)(dian)。該項目(mu)由東(dong)湖高新集團、國(guo)網武漢(han)(han)供電(dian)(dian)(dian)公司和(he)武漢(han)(han)大學協同研發建設，能(neng)(neng)夠將污水(shui)處理(li)廠尾水(shui)進行水(shui)力發電(dian)(dian)(dian)，再配置分布(bu)式光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)和(he)風力發電(dian)(dian)(dian)，三(san)種發電(dian)(dian)(dian)形(xing)式多能(neng)(neng)互補(bu)，共同實(shi)現(xian)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)自(zi)足(zu)。
據了解，東(dong)湖高新集團旗(qi)下的光(guang)谷(gu)環保陽(yang)邏(luo)污水(shui)處(chu)理廠利用(yong)尾(wei)(wei)水(shui)具有(you)穩定的出力條(tiao)件和尾(wei)(wei)水(shui)結構適合安(an)裝(zhuang)的優(you)勢，率先(xian)在國內推(tui)出尾(wei)(wei)水(shui)發電(dian)站模(mo)式。項目一期安(an)裝(zhuang)有(you)18千(qian)瓦軸(zhou)流(liu)式水(shui)輪(lun)發電(dian)機，利用(yong)排入(ru)長(chang)江的污水(shui)處(chu)理廠尾(wei)(wei)水(shui)落差(cha)進行(xing)水(shui)利發電(dian)。
除此之外，他們還(huan)在泄水池(chi)上方配置建設了分布式實驗用光(guang)伏(fu)電站(zhan)和分布式風力發電，能夠在保(bao)證(zheng)供(gong)電系統穩定性的同時合理利用風光(guang)水三(san)種新型能源，充分實現(xian)了多能互補。
多種能(neng)(neng)源互(hu)補，最大的(de)(de)挑戰在于(yu)如何將(jiang)風、光、水(shui)等產生的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)集(ji)成(cheng)一(yi)體(ti)、科學分配。為(wei)此，該項目建(jian)設了(le)微電(dian)網控制(zhi)管理系統，將(jiang)通過數據采集(ji)系統，將(jiang)各個設備的(de)(de)數據集(ji)成(cheng)到一(yi)個模板，通過預設程序實現電(dian)能(neng)(neng)調(diao)配智能(neng)(neng)判斷、自動(dong)調(diao)配。
據測(ce)算，該(gai)項目水輪機組年均利用小(xiao)時(shi)數(shu)為(wei)8500小(xiao)時(shi)，是光伏電(dian)站發電(dian)時(shi)間(jian)的(de)8倍，一(yi)期電(dian)站整體每年可生產清潔電(dian)量150000千(qian)瓦(wa)時(shi)，實現替代標準煤76.2噸(dun)，減少二氧化碳排放261.9噸(dun)。
而以一個年耗電量500萬(wan)(wan)度的(de)污(wu)水處理廠為例，在場(chang)地面積條件滿足的(de)情況下(xia)，采(cai)用該(gai)技(ji)術，可以實現(xian)該(gai)污(wu)水處理廠運行電能完全自給自足。相當于每年節約(yue)(yue)標煤約(yue)(yue)1700噸，減少碳(tan)排放(fang)約(yue)(yue)4550噸，植樹約(yue)(yue)21萬(wan)(wan)棵。
3 尾水發電項目(mu)具(ju)有投(tou)資價值嗎(ma)？5-6年(nian)便可收回全部投(tou)資
當前，隨著污水處理負荷持(chi)續(xu)增長，污水處理廠能耗(hao)普遍(bian)上(shang)升，電(dian)力運行費用幾乎(hu)已經占到(dao)了(le)總成本的40%以上(shang)。
為此，也有不(bu)少污水處理(li)廠(chang)做了很(hen)多節(jie)能降耗方(fang)面的(de)嘗(chang)試。比如(ru)已經在宜興落地的(de)污水處理(li)概念廠(chang)，該(gai)廠(chang)通過污泥(ni)沼氣發電，每天大約能產生(sheng)18000度電，實現了部(bu)分的(de)能源(yuan)自給。
而在(zai)重(zhong)慶(qing)、湖北、廣東等地開展的污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)尾水(shui)(shui)發電的嘗試，也為污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)節(jie)能降耗提供了有益的探索。
對(dui)于這些(xie)探索，不少讀(du)者可能會問，它的(de)綜(zong)合成本分析是否能夠產生效益，具(ju)有投資價值嗎(ma)？
這方面，廣東澄海污水(shui)處理廠尾水(shui)發電項(xiang)目給(gei)出的(de)答案是：總投資約145萬(wan)元，年效益27.6萬(wan)元，5-6年便可收回全(quan)部投資。
重慶市雞冠石污(wu)水處理(li)廠(chang)的實踐也顯示，該廠(chang)尾水發(fa)電項目早在2009年(nian)(nian)就已(yi)(yi)建成，到現在已(yi)(yi)經運行(xing)了(le)(le)14年(nian)(nian)之久。因(yin)為效(xiao)益(yi)良好，2022年(nian)(nian)還進行(xing)了(le)(le)擴(kuo)容改造，擴(kuo)容后可以(yi)解決該廠(chang)17%左右的用(yong)電負荷(he)，年(nian)(nian)節(jie)約電費近500萬元(yuan)。
相信這些活生生的例子(zi)，應該(gai)可以打消不少人(ren)的顧慮(lv)。
過去(qu)，污(wu)水(shui)處理廠尾水(shui)發(fa)電(dian)項目(mu)主要應用于像重慶這(zhe)樣排水(shui)落差大的山地或(huo)丘陵地區，但廣東創造性(xing)地實現了3.5米超(chao)低水(shui)頭發(fa)電(dian)后，該技術有了進一步推廣的可能。
同時，尾水發電不僅(jin)僅(jin)適用于(yu)雞冠石這樣的大(da)型(xing)污水處理(li)廠，對于(yu)重慶肖(xiao)家河(he)這樣日(ri)處理(li)量為8萬噸(dun)的中小型(xing)水廠，也同樣適用。
此外，廣(guang)東(dong)澄(cheng)海污(wu)水(shui)處(chu)理廠、重慶肖家河(he)污(wu)水(shui)處(chu)理廠、長沙雨花水(shui)質(zhi)凈化廠、武漢陽邏污(wu)水(shui)處(chu)理廠的尾(wei)水(shui)發電(dian)項目(mu)都是2022年以后新建(jian)的，雞冠(guan)石污(wu)水(shui)處(chu)理廠的尾(wei)水(shui)發電(dian)則在2022年進行(xing)了擴建(jian)，說(shuo)明(ming)尾(wei)水(shui)發電(dian)項目(mu)近(jin)年來(lai)正(zheng)呈現出逐年增多的態勢。
參(can)與(yu)廣東澄海污水處理(li)廠尾水發(fa)(fa)電(dian)項目(mu)(mu)的廣東正誠電(dian)氣科技有(you)限公司表(biao)示，他們目(mu)(mu)前(qian)還在研(yan)發(fa)(fa)2.0和3.0的升級版尾水發(fa)(fa)電(dian)設(she)備，下一步打算往小型(xing)化(hua)、一體化(hua)、智慧化(hua)方向發(fa)(fa)展(zhan)。屆(jie)時，研(yan)發(fa)(fa)出的新設(she)備有(you)望應用于廣東省大部分的污水處理(li)廠，還可應用于農村地區的低水頭河流。
相(xiang)信未來，隨(sui)著技術的進一步成熟和完善(shan)，尾水發電(dian)項目也(ye)將在越(yue)來越(yue)多的污水處理廠落地開花，幫(bang)助(zhu)環保(bao)企業實現(xian)節能降耗，降低成本。
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