减污降碳｜上海第二批减污降碳案例⑦：基于污水厂尾水和冷却水的水源热泵低温真空污泥干化系统
2025-09-05 11:53
为积极推进多层次、多领域减污降碳协同增效，根据《上海市减污降碳协同增效实施方案》（沪环气候〔2023〕12号）和《上海市生态环境局关于征集2025年度上海市减污降碳协同增效典型案例的通知》（沪环气候〔2025〕44号）的要求，经各单位自愿申报、综合评估和专家评审，择优选取了10个减污降碳协同增效优秀案例。
上海第二批减污降碳案例⑦
基于污水厂尾水和冷却水的水源热泵低温真空污泥干化系统
上海城投污水处理有限公司虹桥污水处理厂（以下简称“虹桥污水处理厂”）位于苏州河畔，是上海市首座全处理流程封闭式的污水处理厂。为积极响应国家“双碳”战略，虹桥污水处理厂持续探索各项减污降碳技术，大力推进清洁、绿色能源替代。2023年1月，虹桥污水处理厂成功将水源热泵供热技术应用于低温真空污泥干化系统，成为上海首座将该技术投入实际生产的城镇污水厂。该技术不仅优化了污水厂能源结构，实现了余热资源化利用，还有效降低了碳排放，荣获“上海市余热利用十大优秀案例”。
上海虹桥污水处理厂地理位置平面图
（该厂采用半地下浅埋式布局，地上由一体化厂房覆盖，厂房顶部实施覆土绿化）
虹桥污水处理厂将污水厂出水和污泥干化冷却水作为水源热泵系统的源水，通过专用水源热泵机组提取源水中所含的大量低品位热能（20℃）转换为80～90℃高位热能，为低温真空污泥干化提供所需的能量，与原有天然气锅炉相比，降低了天然气的使用。在正常运行的工况下，该系统保持一台水源热泵常开、一台燃气锅炉用于调峰、另一台燃气锅炉备用；当水源热泵供热不足时，则开启燃气锅炉对水箱进行供热。
水源热泵供热技术
水源热泵设备简介
水源热泵是一种以中水为低温热源，借助压缩机及其中制冷剂（冷媒）的相变，通过消耗少量电能，实现对外供热的成套设备，主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置等部件组成。
水源热泵
相比于传统的污泥干化技术，水源热泵供热技术在虹桥污水处理厂的推广应用带来了以下显著效益：
（1）水源热泵不断将中水中大量的低品位热能（20℃）提取出来，转变为高品位的热能（85℃），实现了热能高效回收利用与高温供水；
（2）水源热泵运行过程消耗少量电能，相比原有燃气锅炉天然气的消耗量，综合能耗降低了15%以上，综合能耗比达到了2.8~3.0；
（3）通过低温真空脱水干化一体化技术装备，污泥含水率由98%降至40%以下，有效减少了污泥体积，降低了污泥后续处理处置过程中的间接碳排放。
水源热泵供热工艺流程改造前后对比
该项目自2023年1月开始试运行，截至2024年12月，天然气消耗同比2022年减少了70%，年均减少氮氧化物排放约290千克，累计制热量2069万千瓦时，减少天然气单耗约70标准立方米/吨干物质，降低污泥干化能源成本20%，节约总成本约279万元，减少二氧化碳排放量1460吨。
水源热泵供热工艺改造前后数据对比
供稿：市减污降碳中心
编辑：张玉洁
上观号作者：上海环境
为积极推进多层次、多领域减污降碳协同增效，根据《上海市减污降碳协同增效实施方案》（沪环气候〔2023〕12号）和《上海市生态环境局关于征集2025年度上海市减污降碳协同增效典型案例的通知》（沪环气候〔2025〕44号）的要求，经各单位自愿申报、综合评估和专家评审，择优选取了10个减污降碳协同增效优秀案例。
上海第二批减污降碳案例⑦
基于污水厂尾水和冷却水的水源热泵低温真空污泥干化系统
上海城投污水处理有限公司虹桥污水处理厂（以下简称“虹桥污水处理厂”）位于苏州河畔，是上海市首座全处理流程封闭式的污水处理厂。为积极响应国家“双碳”战略，虹桥污水处理厂持续探索各项减污降碳技术，大力推进清洁、绿色能源替代。2023年1月，虹桥污水处理厂成功将水源热泵供热技术应用于低温真空污泥干化系统，成为上海首座将该技术投入实际生产的城镇污水厂。该技术不仅优化了污水厂能源结构，实现了余热资源化利用，还有效降低了碳排放，荣获“上海市余热利用十大优秀案例”。
上海虹桥污水处理厂地理位置平面图
（该厂采用半地下浅埋式布局，地上由一体化厂房覆盖，厂房顶部实施覆土绿化）
虹桥污水处理厂将污水厂出水和污泥干化冷却水作为水源热泵系统的源水，通过专用水源热泵机组提取源水中所含的大量低品位热能（20℃）转换为80～90℃高位热能，为低温真空污泥干化提供所需的能量，与原有天然气锅炉相比，降低了天然气的使用。在正常运行的工况下，该系统保持一台水源热泵常开、一台燃气锅炉用于调峰、另一台燃气锅炉备用；当水源热泵供热不足时，则开启燃气锅炉对水箱进行供热。
水源热泵供热技术
水源热泵设备简介
水源热泵是一种以中水为低温热源，借助压缩机及其中制冷剂（冷媒）的相变，通过消耗少量电能，实现对外供热的成套设备，主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置等部件组成。
水源热泵
相比于传统的污泥干化技术，水源热泵供热技术在虹桥污水处理厂的推广应用带来了以下显著效益：
（1）水源热泵不断将中水中大量的低品位热能（20℃）提取出来，转变为高品位的热能（85℃），实现了热能高效回收利用与高温供水；
（2）水源热泵运行过程消耗少量电能，相比原有燃气锅炉天然气的消耗量，综合能耗降低了15%以上，综合能耗比达到了2.8~3.0；
（3）通过低温真空脱水干化一体化技术装备，污泥含水率由98%降至40%以下，有效减少了污泥体积，降低了污泥后续处理处置过程中的间接碳排放。
水源热泵供热工艺流程改造前后对比
该项目自2023年1月开始试运行，截至2024年12月，天然气消耗同比2022年减少了70%，年均减少氮氧化物排放约290千克，累计制热量2069万千瓦时，减少天然气单耗约70标准立方米/吨干物质，降低污泥干化能源成本20%，节约总成本约279万元，减少二氧化碳排放量1460吨。
水源热泵供热工艺改造前后数据对比
供稿：市减污降碳中心
编辑：张玉洁
上观号作者：上海环境
