■泰安市城市管理綜合服務(wù)中心 趙紅 郝召會
污水源熱泵供暖是指采用熱泵技術(shù),提取原污水或者經(jīng)處理后的再生水中蘊含的熱能,由換熱介質(zhì)提供給建筑采暖的一項工程。泰安市使用污水源熱泵供暖已有十余年的歷史,現(xiàn)將泰安市城區(qū)使用污水源熱泵供暖的現(xiàn)狀、使用中發(fā)現(xiàn)的問題和相關(guān)建議向讀者作簡單介紹。
泰安市位于華北地區(qū)泰山山脈南麓,屬于溫帶季風(fēng)性氣候,一月份最低平均氣溫為零下2.6 攝氏度,七月份最高平均氣溫為26.4 攝氏度。當(dāng)前每日公共供水量約為23萬立方米,其他水源供水量約為3萬~5萬立方米。市區(qū)內(nèi)建成4座污水處理廠,冬季平均日處理污水逾22 萬立方米,處理后水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)。
泰安市冬季主管道污水水溫一般不低于10 攝氏度,夏季一般在23~27 攝氏度。原污水和再生水中蘊藏著大量的低溫?zé)崮?,且溫差波動小,是熱泵系統(tǒng)較好的低溫?zé)嵩?,也可以作為熱泵系統(tǒng)冷凝熱量的散熱體。
污水源熱泵供暖工程根據(jù)所采水源不同,還可以分為兩類,即原污水源熱泵工程和再生水源熱泵工程。
2008 年,泰安市某暖通科技公司在泰安某小區(qū)建設(shè)污水提熱供暖試驗工程,因污水中懸浮固體堵塞換熱器及換熱器表面結(jié)垢等原因廢棄。
2017 年,泰安市泰山城區(qū)熱力有限公司自行取用河西岸污水主管網(wǎng)原污水,采用直進式污水源熱泵技術(shù),為惠豐園小區(qū)高區(qū)36000 平方米住宅冬季供暖。此工程現(xiàn)正常使用。
2014 年,泰安瑞通地?zé)峁咎岢錾暾?,使用泰安市第一污水處理廠處理后的中水(再生水)為熱泵熱源,每日提水量1.5 萬立方米,向新建成的中心國際社區(qū)項目供暖。原住建委提出四點辦理意見,一是同意該公司使用中水,二是按照建設(shè)管理程序報批,三是住建委對中水供暖項目進行監(jiān)管,四是收取0.15元/立方米的中水使用費,報市政府后獲批。
同年泰安瑞通地?zé)峁咎峤焕弥兴礋岜眉夹g(shù)對華為家園12.5萬平方米建筑面積進行供暖的申請,原住建委批復(fù)同意,并參照中心國際社區(qū)項目管理和收取中水使用費。
泰安瑞通地?zé)峁纠昧说谝晃鬯幚韽S部分生產(chǎn)設(shè)施和公用再生水管網(wǎng),向上述兩個項目供水。以上兩個項目現(xiàn)運行正常,據(jù)瑞通地?zé)峁?020年12月份入戶調(diào)查數(shù)據(jù),大部分用戶反饋室內(nèi)溫度高于22攝氏度。
污水源熱泵技術(shù)優(yōu)點包括:節(jié)省化石能源和減少大氣污染;實現(xiàn)分布式區(qū)域集中供暖;夏季可用于空調(diào)制冷;使用再生水源熱泵的項目,退水可以排入指定河道,實現(xiàn)城區(qū)生態(tài)補水。缺點包括:相對于市政管網(wǎng)供暖和空氣源熱泵供暖,其設(shè)備投資大,投資回收期比較長;熱泵站房一般占地面積大;應(yīng)對極端天氣需要備用熱源;一般還需配套建設(shè)電力增容工程。
原污水源熱泵其能源貢獻率一般優(yōu)于再生水源熱泵,原因為:一,由于就近引入污水主管道污水,其水溫略高于污水處理廠出水,換熱介質(zhì)溫差大,熱泵效率高,節(jié)約了換熱循環(huán)所使用的電力;二,一般再生水供水管道埋深較淺,在冬季從污水處理廠長距離輸送到熱泵站房,沿途會損失部分熱能,原污水源熱泵能夠避免這部分能源損失;三,污水處理廠一般所處位置高程較低,需消耗電力將再生水供應(yīng)至處于較高位置的采暖地區(qū)。
原污水源熱泵也有不足之處,比較而言,需要增加污水沉沙和懸浮物攔截設(shè)備,換熱設(shè)備清理維護的頻率更高,并且運輸處理沉沙和懸浮物垃圾在政策界定上界限模糊,手續(xù)煩瑣。
污水源熱泵如果能夠兼顧夏季空調(diào)制冷則可以充分發(fā)揮設(shè)備使用效率,顯著提高投資經(jīng)濟性。
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出,積極發(fā)展非化石能源,實施可再生能源替代行動,加快優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu),因地制宜推進熱泵、燃?xì)狻⑸镔|(zhì)能、地?zé)崮艿惹鍧嵉吞脊┡?。污水源熱泵供暖工程符合國家倡?dǎo)的清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,是一項應(yīng)該積極推進的工程。
污水源熱泵供暖和制冷,應(yīng)接受城市建設(shè)、城市管理、水利、生態(tài)環(huán)境等行政主管部門的指導(dǎo)和監(jiān)督。
首先應(yīng)遵守國家有關(guān)供熱及制冷方面的政策法規(guī),如《山東省供熱條例》等。原污水源熱泵改變了污水主管道的流向和不同時段的流量,需向城市排水主管部門報告,不得過度提取水中熱能,避免影響污水處理廠生化處理工藝;清洗換熱器時不得使用違禁藥劑,設(shè)備使用過程中不得產(chǎn)生新的污染。再生水源熱泵取用再生水,用水量須符合區(qū)域水資源整體規(guī)劃。再生水源熱泵退水量很大,必須排入雨水管道最終進入河道,需要辦理或變更排水許可,協(xié)調(diào)城市生態(tài)補水和景觀用水需求。
使用原污水源熱泵,排水管理部門增加的成本較低,一般不必收費補償。但污水處理廠供應(yīng)再生水,存在土地、設(shè)施折舊、動力、管理、水質(zhì)監(jiān)測等成本,最終要落實在污水處理服務(wù)費上由財政支付,所以需要收費補償。對此,國家和山東省也均沒有免收再生水費的規(guī)定。
鼓勵污水處理廠運營單位向上、下游擴展原污水源熱泵工程和再生水源熱泵工程業(yè)務(wù),此舉可以有效發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,減少政策面扯皮現(xiàn)象,減少管理成本。原污水源熱泵工程攔截的沉沙和懸浮固體垃圾,可以合并至污水處理廠統(tǒng)一處理,政策出路一致。由污水處理廠運營單位向再生水源熱泵供水,可以合并設(shè)施折舊成本和管理成本,社會和經(jīng)濟效益更佳。
再生水綜合利用初期投資大,回報周期長,政策把握難度高,社會資本投入意愿較低。建議國家組建國資公司推動對再生水資源的綜合利用,明確目的,綜合運用好優(yōu)惠政策,容易快速形成良好效果,在行業(yè)內(nèi)起到示范作用?!?/p>