传统基础设施绿色转型

为实现绿色低碳发展,传统基础设施领域加快降低碳排放步伐。“走出去”企业通过理念更新、管理创新、技术革新,在项目各环节不断提升绿色服务能力,厚植绿色发展底蕴,实现基础设施绿色交付和运营,推动传统基础设施绿色转型,为项目国经济绿色转型作出积极贡献。

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近年来,全球变暖加剧了气候系统的不稳定性,世界各地极端天气频发,全球生态环境正在发生巨大改变。为积极应对气候变化,加强保护生态环境的能力,越来越多的国家政府提出了无碳未来的愿景,并将绿色转型视为拉动经济持续复苏的新增长点。污水处理行业作为耗能大户,整体耗能占到人类能源消耗的1%-2%,年碳排放超过5亿吨。人类生活、工农业生产给地球水资源造成了持续的污染,安全优质的水资源越来越珍贵和稀缺,产业发展力与环境承载力之间的矛盾越发突出。推广新一代绿色低碳净水技术,降低污水处理厂能耗及碳排放水平,推动经济社会发展全面绿色转型,成为各国共同的追求目标。

高质量发展倒逼现有污水厂升级改造

城市化是现代化发展的一大特征,伴随城市化产生大量的污水,对污水处理厂的需求随之增大。虽然现存的污水处理厂一定程度上解决了污水排放、环境污染的问题,但是很多污水厂建设年代久远、技术落后,能耗、药耗以及排放水质都已经不能达到环保要求。

近年来,城市污水处理能力几近饱和,但短时间内建设高标准的污水处理厂需要巨大的投资,对于很多国家都是不小的负担。所以,多数国家规划将旧有的水厂进行提标改造并实现对水资源的再生利用。

在海外污水处理行业,欧美日韩等发达经济体建立了比较完善的城市污水处理系统,且多数发达经济体的污水厂升级改造已近尾声。

从发达经济体发展的一般规律可以预见,未来相当长一段时间内,占世界人口总量的一半以上,且仍然处于快速城市化过程中的拉美、亚洲和非洲地区将迎来污水处理厂升级改造的高峰,市场规模潜力巨大。

以技术创新服务水务行业绿色转型

一、国际社会的标准和发展趋势

目前,国际社会尚未对水务绿色转型形成统一的规范和标准,但从发达经济体和主要国家的具体实施方案和要求来看,实现水务绿色转型主要途径有五个:一是降低碳排放;二是绿色能源输入;三是水资源回收利用;四是能源回收利用;五是水厂智能化,少人/无人化值守。

二、世界主流技术

污水处理行业发展至今已有300多年的历史,在20世纪末,荷兰皇家哈斯康宁公司与代尔夫特理工大学在好氧上流污泥床反应器中首次发现好氧颗粒污泥(AGS),相比于传统活性污泥,好氧颗粒污泥具有结构致密、生物持留量高、多功能菌群分区定殖等特点。目前,在国际上最先进的技术当属该公司研发的Nereda®工艺,该工艺属与AGS工艺的一种。世界范围内有近百座采用Nereda®工艺的污水处理设施处于运行中,总处理能力已经超过2000万人口,约400万m3/d。经过多年工程实践和使用,Nereda®相较其他生化工艺,其固定资产投资降低约20%,能耗降低约50%。因其更低的碳耗和药耗,被权威的全球水务情报机构评定为十年内排名第一位的最具突破性水处理技术。

三、中国公司技术创新

AGS在我国的工程化应用面临发展瓶颈,我国城镇生活污水中有机物浓度普遍较低,污水处理厂原水碳氮比低,水质波动大等均不利于AGS工艺稳定运行。

针对我国相对特殊的低碳氮比污水,如何实现AGS工艺的工程化应用,是污水处理领域急需攻克的技术难题。为此,B公司在2018年正式启动BK速粒技术的重大科技攻关专项,由B公司研究院主导、北京化工大学协作,致力于打造适合我国国情和水质特点的新一代高效污水生物处理工艺。历时三年,BK速粒研发团队积累十万余条数据,成功攻克低碳氮比污水工程应用中好氧颗粒污泥快速培养、长期稳定运行等前沿技术难题,形成多项核心技术成果,为B公司新一代污水处理技术工程应用奠定重要基础。

虽然BK速粒的研发让我们有了与世界最先进污水处理工艺齐头并进的技术,但在工程应用领域仍然相对较少,实际使用的效果仍需验证,下一步我们仍需要积极推进技术的工程化应用并争取在降低碳耗和能耗上有所突破和超越。

博茨瓦纳污水厂绿色改造实践

一、项目概况 

博茨瓦纳哈博罗内格林谷污水处理厂(以下简称“格林谷污水处理厂”)是一座比较老旧的污水处理厂,截至改造项目中标时已运行20年。由于维修维护保养不及时,导致该水厂的污水处理不达标,周围经常弥漫浓浓的臭气,加之其周围的连接污水管线存在破损,漏出的污水留到了地面、沟渠、池塘和河流,导致周围的池塘和河流污水横流,居民投诉和抱怨居高不下。为解决长久以来困扰当地居民的水污染问题,2019年初,当地政府计划对格林谷污水处理厂进行升级改造,要求产出水达到新的标准,并降低能耗,实现绿色低碳的要求。

B公司积极响应并连续中标格林谷污水处理厂升级改造一期、二期及国家保护区公园污水管道项目。根据合同约定,B公司需要接手格林谷污水处理厂的运行,并对其工艺、电气和控制系统进行升级改造,重新修建臭气处理系统,同时对指定的破损管网进行修复,修建相应的污水收集管网,实现对周边社区的污水集中处理,解决污水工艺不达标、厂区臭气值超标、污水外溢等问题。

二、项目实施

2019年,B公司成立格林谷污水处理厂项目管理部,组织海外事业部精干力量负责项目的具体实施。项目团队在入住现场后发现,格林谷污水处理厂运行状况比想象中的更加糟糕。初步研究显示,池内的污泥厚度达1.5m,曝气设备损坏,产生臭气的臭源完全暴露在外面,散发出浓浓的臭味,人在旁边停留的时间难以超过半分钟。让项目团队更头疼的是,格林谷污水处理厂的运行工艺按照20年前的进水水质设置,经过20年的发展,其周围的城市化进程发展迅速,进水水质发生了巨大变化,污水厂的除磷除氮能力远远达不到出水标准的要求。

业主的要求很清楚——出水达标。就这样,一条横亘在团队面前的鸿沟出现了:最初的预算并不能对厂区内的构筑物进行大改造,否则项目成本可能会翻倍。如何在预算范围内保证水厂能耗降低、水质达标,成为项目部急需解决的难题。

1.新工艺降能耗

就在团队一筹莫展之际,国内传来好消息,BK速粒研发成功。项目团队结合格林谷污水处理厂现用工艺研究发现,如果在生化反应阶段,通过投加公司研发的BK速粒,可能会带来非常好的处理效果和经济性。为此,团队进行了三个月的投加实验,证明了BK速粒的投加可使水厂出水水质完全符合标准。

2.新设备创高效

格林谷污水处理厂原本采用的是低效且能耗高的表曝气设备,为了降低碳排放和能耗,提高效率,项目团队果断将原来的表曝改成了底曝,在不改变鼓风机功率的情况下提高了污水的曝气生化效率,降低了能源消耗。

3.新方案减碳排

格林谷污水处理厂厂区内有两个巨大的氧化塘,经年累月的运行让氧化塘内沉积了约100万m3的污泥。根据业主的要求,承包商需要对塘内的污泥进行处理。最初,项目部想到的是应用传统的污泥焚烧的方案,但这种方案能耗高,还伴有二次污染,并且成本不菲。项目部结合当前污水行业绿色发展的解决方案,积极和当地一家从事蔬菜种植的中国企业合作,在对污泥成分详细分析后确定,污泥成分较单一,氮磷含量高,适合做堆肥回收,用于农作物种植,在完成脱水堆肥后可以供种植农作物使用,完成了能源的绿色回收利用。

4.新能源促发展

在对整个厂区的维护升级过程中,项目团队积极引入新方案,对厂区照明灯具进行更换,将传统照明灯具全部更换成中国产质量优秀、经济性绝佳的太阳能光伏节能灯,新能源的引入进一步降低了水厂对外部能源的依赖。

在团队的努力下,污水厂多年无法运行的难题得到彻底的解决,污水处理整体能耗降低了约30%,药剂投加量降低了约15%,厂区的出水变清了,臭味也消失,随之而来的是池塘的水质变好,野生动物成群出没,附近锻练的居民也越来越多。

三、ESG管理

B公司作为在MSCI(明晟指数)ESG评级为A级企业,是水务行业目前唯一一家获此评级的亚洲企业,拥有较为完善和先进的ESG管理体系和管理理念。企业的价值观决定项目部无时无刻都以追求ESG最大化为目标。

1.环境管理

格林谷污水处理厂本身属于环保类项目,天然具有良好的环保基因,是实现政府社会治理业绩的最优手段。项目部以最专业的方式、最快的时间、最经济的手段让原来近乎停运的水厂进入正常运行状态,以专业的团队、专业的技术和专业的水准实现了企业和业主方的共赢,实现了水厂的低碳绿色和可持续发展。

2.社会效益

在项目招标期间,业主邀请的多家国外水处理行业的头部企业,均因项目体量小、合同额度不大、地理位置偏远、修复难度大等问题在截标之前放弃了投标。但是,B公司看到了这个项目背后所潜藏的巨大社会价值,坚持要做下来。在项目执行期间,项目团队高度重视社会效应,在初入项目现场,调研了解到当地民众对格林谷污水处理厂周围的生态环境的反感后,项目部的同事向他们保证,这里的情况很快将发生巨大的变化。在项目执行期间,项目部与当地民众保持良好的沟通,并积极参与当地社区的相关公益活动,尤其在新冠疫情期间,将有限的医疗资源捐献给当地社区,受到了来自当地政府和居民的认可和赞扬。

3.企业治理

作为一家在香港上市的环保公司,实现预定项目额利润是B公司始终追求的目标。环保公司虽然有很强的社会公益价值,但是仍然要以盈利为目的,否则,企业的生存和股东的权益都将受到损害。最终,在项目团队的带领下,格林谷污水处理厂项目实现了企业的既定目标,也与业主实现了共赢。

结语

自习近平总书记提出“一带一路”倡议以来,无数的中国企业奋战在共建国家建设一线,既推动了铁路、公路、桥梁、港口等重大项目的落地,也实现了像格林谷污水处理厂这样关乎民生,让当地居民有实实在在的获得感的“小而美”项目的建成。未来,我们将更彻底地坚持“开放、绿色、廉洁”的理念,为“一带一路”共建国家提供绿色发展的中国方案。

(作者单位:北控水务集团有限公司)