《全国首例超深基坑地埋式再生水厂试通水成功》

  • 来源专题:水体污染治理
  • 编译者: 王阳
  • 发布时间:2019-12-31
  • 12 月 27 日,作为贵阳市南明河流域水环境系统提升工程的重要节点工程,贵医再生水厂试通水启动仪式举行。

    贵医再生水厂作为全国第一座与民用建筑相结合的深埋式地下再生水厂,项目采用 PPP 模式,工程建设总投资 7.53 亿元,规划建设总规模为 5.0 万吨 / 天,主要收集处理盐务排水干线、茶店排水干线的污水,服务面积 22.06 平方千米,是全国首例超深基坑地埋式再生水厂。项目建成后将极大改善周边水体环境,对治理水污染、保护流域水质和生态平衡具有重要作用。

    " 该项目采用全地埋式,在地下完成污水处理,上方建设包括学生公寓、住宅等在内的商业楼宇,既满足了生态建设的要求,又最大限度地集约利用了宝贵的土地资源。" 贵阳中节能水务有限公司总工程师刘玉奇表示,这不仅为贵阳市地下空间深度利用、节约土地开启先河、提供借鉴,也为城市环保提供新方向、新思路。

    在项目工艺方面,贵医再生水厂采用多种先进技术和多重新工艺进行建设。其中,污泥处理部分采用脱水 + 干化技术,可根据最终处置方式调整污泥处理路线,使污泥含水率在 40%~60% 之间可实现灵活调整;电气系统做了特殊防潮、防腐处理,核心元器件可实现电气系统和能源系统的实时监测,并通过 PC 浏览器及智能手机的 APP 应用,实现移动运维功能,并可远程获取报警数据;自动控制方面,项目引进了德国先进的工艺优化控制系统,通过水厂自控系统、在线监测仪表系统、安防系统、人员跟踪定位系统、气体探测及报警控制系统等五大子管理系统的自动化控制管理,实现水厂的全自动、高可靠、智能化、精细化运行。

    贵医再生水厂还是污水资源化的经典范例。污水经深度处理后,20% 的高品质回用水用于上部综合体冲厕及市政绿化浇洒,80% 的高标准出水排入贯城河用于生态补给;与此同时,充分利用污水中的温度,通过水源热泵机组,实现低位热能向高位热能转移,为上部建筑提供热量或者冷量。"100% 污水回用充分实现了污水‘资源化’和‘能源化’的新理念,这套工艺路线突破了传统治污理念,同时解决了水资源短缺及水环境污染的双重困境。" 刘玉奇说。

    值得一提的是,自 2018 年 7 月开工以来,中节能及施工方投入了大量人力、物力,先后克服地质关、爆破关、渗水关、支护关、噪音关等重重困难,全力保障项目建设安全高效建设。同时,项目单位与云岩区政府相关部门积极采取联合办公、协同合作的管理模式,通过建立每天两次调度会议制度、项目工地派专员 24 小时值守、政府质监安监部门不定期检查、引入贵州省建筑设计院进行设计总协调等多种方式,为项目建设提供充分的组织保障、制度保障和措施保障。

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  • 《全国首例深层底水砂岩二氧化碳驱油试验在西北油田拉开序幕》

    • 来源专题:油气开发与利用
    • 编译者:cncic
    • 发布时间:2020-05-28
    • 5月16日19时40分,随着一阵机器轰鸣声起,液态二氧化碳被顺利注入井筒,全国首例深层底水砂岩油藏二氧化碳驱油先导试验在西北油田TK124H井拉开序幕。西北油田在该井所在S41-1井区建立“1注8采”模式,预计提升井组采收率10至15个百分点。  S41-1井区位于新疆塔里木盆地轮台县塔河油田,属于三叠系油藏,深埋在地下4600多米,油层平均厚度7米左右,但原油下面的底水达到130米。   “塔河三叠系强底水砂岩油藏类型特殊,属于国内唯一,国外少有,它的特点是超深、高温、高盐和强底水,这种类型的油井一旦底水淹没井筒后很难治理。”西北油田提高采收率高级专家刘学利说。  S41-1井区就在这种“水上漂”油藏,导致179万吨的储量仅产油31.5万吨,采出程度为17.6%。  “我们前期开展过注水和注氮气驱油,由于底水足,地层不缺能量,注水没有作用。我们试注过氮气泡沫,很快见到了效果,但是氮气从油层上面产生气窜现象,这是氮气和油气不能融合导致的,于是我们找到能与油气融合的二氧化碳,开展室内论证研究。”刘学利说。  历时4年,科研团队通过大量的室内实验和运用数值模拟技术,明确了底水砂岩油藏条件下,注入二氧化碳的混相特征、二氧化碳横向驱波及机理、二氧化碳驱油两相渗流规律、二氧化碳在底水油藏中的溶解分配及扩散规律。  “简单说就是搞清楚了二氧化碳与油气混合后驱动油气的效果,像是给地下的油气充电,然后成为‘车辆’的新能源,推动油气运动,然后到达采油的井下被开采出来。”刘学利说。  明确二氧化碳驱油的机理后,科研团队建立3D数模模型,反复验证效果,编制了先导试验方案。试验每天在TK124H井注入二氧化碳80至100吨,共注17万吨,通过数模推演,预计在S41-1井区的其他8口油井增油8万吨。  科研人员设计了注二氧化碳驱油全过程的综合动态监测技术系列,对注气效果评价提供依据。同时,他们设计了注采工艺方案,确保长周期注入二氧化碳和采出原油的安全,减少二氧化碳对井下管柱和地面采出流程的腐蚀。  西北油田管辖的底水砂岩油藏储量近5000万吨,采出程度25%,综合含水达90%。先导试验项目的实施,标志着西北油田底水砂岩油藏的开发进入新的阶段。  “我们将加强试验跟踪分析认识,探索形成一套提高深层底水砂岩油藏采收率的新途径。如果现场试验符合我们的室内实验结论,推广以后油田每年可以增油10万吨以上,这对建设千万吨级油气田具有重要的意义。”刘学利说。
  • 《太阳能在污水厂的应用:美国案例》

    • 来源专题:水体污染治理
    • 编译者:王阳
    • 发布时间:2018-07-23
    • 能耗在污水厂运营成本中的占比很大。如何利用新技术以及可再生能源来提高供水和水处理过程中的能效、降低能耗成为了世界很多污水厂的关注重点。今天我们将向大家介绍美国几家污水厂应用太阳能的案例。 华盛顿郊区卫生委员会(Washington Suburban Sanitary Commission,WSSC)建立了两个独立的2兆瓦太阳能光伏电站,每个系统能抵消年度并网购电量约3278MWh/年。这两个光伏发电系统均建于地上开放地段,紧挨着污水处理厂。Standard Solar公司被选为EPC承包商,Washington Gas Energy Services (WGES) 为业主和PPA提供商。 AECOM协助WSSC审核EPC供应商的设计文件,以确保系统的高质量。AECOM还向马里兰州环境部(MDE)提交了环境许可文件,以保证太阳能光伏系统符合当地的环境法规。两个系统都连接在13.2kV/ 480V降压器的客户端,且位于变压器和保护污水处理厂的任何继电器或断路器之间。由于互联点的选择以及太阳能产电量有时(尽管很少)超过现场耗电量,新的继电器已安装到位用来防止电力输出回至电网。DC Water的Blue Plains污水处理厂设施的互连策略与WSSC大相径庭,需要多种互连方法,主要是考虑到有两个主要的公用电力馈线分支到三个主电表和相应的中压电路中。 Hill Canyon污水厂建于1961年,日处理量约为3.8万吨,以优异的环境管理而闻名。污水厂设有三级处理装置,经过处理的废水可作为中水回用。现场65%的耗电产自500千瓦的热电联产机以及584千瓦直流电(500千瓦交流电)的太阳能光伏系统。太阳能光伏系统安装在作为生物固体干燥床的溢流贮水池内,如图8所示。这些模块组件安装在一个高于最高水位的单轴跟踪器上,所有的电力装置都安装在通道的一侧,尽量减少水侵发生。该系统经过设计,仅需要通过将直立墩柱锚栓在已有的混凝土水池底板上进行安装,减少了传统打桩或地基所需的施工量。太阳能光伏系统于2007年初安装,能够抵消当前15%的电网购电。 Hill Canyon污水厂584千瓦直流电太阳能光伏系统 每天有来自9200名用户约220万加仑(约8330m3)的污水流入Moorpark再生水厂(Moorpark Water Reclamation Facility)。Ventura县2011-2016战略规划详细介绍了五个“重点领域”,其中包括“环境、土地利用和基础设施”。以下为这一特定领域的重点战略目标:“通过独立运作、区域规划以及和公/私协作实施具有成本效益的节能减排措施”。2010年,Ventura郡水务1号区与AECOM合作开始对光伏系统进行调研。2011年7月,该地区在Moorpark废弃物回收厂(Waste Reclamation Facility)获得了1.13兆瓦光伏项目的绩效奖励基金。该地区经历了漫长的提案请求(Request for Proposal, RFP)流程,最终于2012年初,RECSolar公司被奖励授权该项目,开始进行光伏系统的设计和建设。光伏系统于2012年11月投入使用,并获得并行运行许可。 目前的太阳能光伏系统每年能产生约230万度电,差不多能抵消水厂80%的电网购电。如图9所示,单轴跟踪系统比传统的固定倾斜系统多产生20%的电量,因此整体的产电量得到了提升。需要注意的是,当轴处于南北方向且位阵列位于举行开放区域时,单轴跟踪系统效率最高。Mookpark废弃物回收厂利用相邻的农田为光伏系统提供最佳场所。跟踪系统地基是在地下的宽法兰梁上打桩,大大减少了建造成本和时间。在该项目的整个生命周期内,该地区将节省约450万美元。 Moorpark再生水厂1.13兆瓦直流电太阳能光伏系统 2010年,Camden郡市政公用事业管理局(Camden County Municipal Utilities Authority, CCMUA), 给自己制定了大胆的目标,即使用100%可再生的且比当地电力便宜的能源处理每天产生的6000万加仑(约22万m³)污水。CCMUA意识到太阳能光伏系统具备这样的潜力,然而CCMUA污水厂主要由开放式反应池组成,而传统的屋顶太阳能电池阵列无法形成一定的规模来供电。尽管如此,CCMUA还是公开招标。参与招标的Helio Sage先生表示他相信通过一些额外工程,将类似于太阳能车库形式的光伏系统部署在开放式沉淀池上方。由于该项目只有在CCMUA能够实现即时节能的情况下才有意义,因此方案设计不仅必须稳健,而且必须具有成本效益。 2012年7月,CCMUA太阳能中心启用了一个1.8兆瓦的太阳能光伏发电系统,该系统由7200多块太阳能电池板组成,覆盖7英亩大小的开放池。设计的创新之处在于8-9英尺高的天篷系统的安装,不会干扰其他设备池的使用,操作或维护。太阳能光伏结构是防腐(盐水、碳酸和硫化氢)设计,由Schletter(一家知名的光电托架系统供应商,包括车棚)制造的改装车棚天篷。根据PPA,CCMUA无资本支出,也不负责任何运营和维护成本。 CCMUA唯一的财务责任是每月支付固定价格且为期15年的太阳能电费。 CCMUA估计将节省数百万美元的能源成本。据估计,太阳能光伏系统每年将产生大约220万千瓦时(度)的电力,并且基于CCMUA互动网站的预测表现会更好。该网站显示当前和累积的能源产量以及环境属性,并实时反映当前的能源生产情况,如下图所示。 CCMUA太阳能互动网 CCMUA的底座安装型太阳能逆变器 CCMUA开放池上方太阳能光伏系统 West Basin市政水务区(West Basin Municipal Water District)是自1947年以来致力于创新的公共机构,为洛杉矶西部186平方英里的区域提供饮用水和再生水。West Basin是加州第六大水域,服务近一百万人口。 2006年,West Basin决定在其再生水设施上安装太阳能光伏发电系统,期望获得长期的财务和环境效益。2006年11月,Sun Power公司帮助West Basin安装完成光伏电池阵列,由2848个模块组成,发电功率为564千瓦直流电。系统安装在所在地区的地下混凝土处理储罐的顶部。West Basin的太阳能光伏发电系统每年可产生约78.3万千瓦时的清洁可再生能源,同时将公共设施成本降低10%以上。自2006年光伏系统安装以来,截止至2014年1月累计能源产量为5.97千兆瓦(GWh)。下图显示了West Basin的光伏系统。 West Basin再生水厂564千瓦直流电太阳能光伏系统 自1965年建立以来,Rancho California水务区(Rancho California Water District , RCWD)向方圆150平方英里范围内的地区提供饮用水、污水处理以及中水回用处理等服务。服务地区为Temecula/RanchoCalifornia,包括Temecula (特曼库拉)市,Murrieta (穆里亚塔)市部分地区,以及Riverside (里弗赛德)县的其他地区。RCWD具有前瞻性眼光,对环境和战略成本高度敏感。面对日渐提高的公共设施费用以及超过500万美元的年能源费,他们考虑到太阳能光伏发电作为备选方案。在考虑太阳能光伏系统之前,RCWD董事会对一系列可再生能源方案进行了评估,其中包括风力发电,抽水蓄能水库等。2007年1月,在加州太阳能计划的驱使下,RCWD拿到了一笔绩效奖励——在当地公共事业单位管辖的五年内每度电仅需支付0.34美元。RCWD通过SunPower公司行使PPA,无需资本支出。RCWD仅需要为光伏系统产生的电量买单。光伏系统由SunPower公司筹资,拥有并运营的。 自2009年RCWD的1.1兆瓦直流电光伏系统安装后,该地区一直享受着多方福利。例如Santa Rosa再生水厂(Santa Rosa Water Reclamation Facility)一年可以节省15.2万美元的成本,约抵消该厂30%的能源需求。此外,随着RCWD选择了与其光伏系统相关的可再生能源信用(RECs),能减少未来30年内7300多万磅的有害碳排放,对环境做出了积极的市场影响。太阳能光伏系统预计在未来20年内为该地区节省高达680万美元的电力成本。RCWD Santa Rosa厂安装的太阳能光伏系统是一种倾斜式追踪系统,与传统的固定式倾斜系统相比,其能源生产收益率高出约25%,因此与南加类似的单轴光伏系统和固定倾斜系统相比,成本效益也明显提高。另外,倾斜式追踪系统需要更大的面积以避免逐行遮蔽阴影,并且必须以直线定向。倾斜的跟踪系统有其局限性,与单轴跟踪系统类似,必须建立在开放的不受限制的矩形区域。