新加坡的水務機構PUB和國家環境局NEA合作推出一項頗具環境創造力的環保工程規劃，使再生水廠(Tuas Water Reclamation Plant –TWRP)和垃圾處理廠(Integrated Waste Management Facility -IWMF)協同合作，實現水-能源-廢棄物的循環。IWMF和TWRP將在各自的固體廢棄物處理和污水處理過程中最大限度地實現能源和資源回收。

　　這次同地協作是IWMF和TWRP首次從項目的規劃開始就進行合作的案例，這將使NEA和PUB能夠最大程度收獲水-能源-廢棄物循環系統所帶來的收益。

　　IWMF和TWRP的協同處理

　　物料處理協同效應：

　　IWMF的廚余垃圾運送到TWRP，與剩余污泥進行協同消化;

　　TWRP脫水后的污泥運輸到IWMF進行處理與發電;

　　沙礫從TWRP運送到IWMF去處理。

　　水協同效應

　　TWRP處理后的水提供給IWMF進行使用;

　　IWMF使用后的污水再由TWRP進行處理。

　　能量協同效應

　　將IWMF產生的電能傳輸給TWRP使用;

　　將產生的沼氣從TWRP傳輸給IWMF可以生產更高效率的熱能;

　　蒸汽從IWMF傳輸到TWRP用于污泥的熱水解和油脂的處理。

　　其他協同效應

　　TWRP產生的惡臭氣體運送到IWMF進行燃燒。

　　水-能源-廢棄物循環系統的收益

　　水-能源-廢棄物循環系統的關鍵收益包括：①生成綠色能源，并傳輸給電網;②最大化協同效同時保證操作的彈性;③廢棄物處理與污水處理土地最優化利用;④實現TWRP和IWMF運營成本的下降。

　　除了TWRP和IWMF之間水-能源-廢棄物循環的協同效應以外，TWRP和IWMF還有著各自的功能。生產和生活產生的廢水通過管道運送到TWRP進行處理，處理后再生的水返回到生產和生活中進行使用，還有一部分水進行排放。生產和生活產生的廢棄物中廚余垃圾被運輸到IWMF廚余垃圾處理設施中處理，家庭可回收廢棄物被運輸到IWMF廢棄物回收設施中進行回收處理，IWMF將回收后的物料和產生的電能重新投入生產和生活的使用中。

　　TWRP——再生水廠

　　TWRP的背景

　　TWRP是新加坡深層隧道污水收集系統(Deep Tunnel Sewerage System—DTSS)第二階段的組成部分，是污水處理系統的核心部分，將于2025年建成。

　　DTSS是新加坡PUB目前最引以為豪的項目之一，這條地下管廊也被稱作“污水高速公路”。污水從現有的管網中深入隧道，在重力的作用下流向TWRP進行處理，處理后的水再生為NEWater水和工業級水進行利用。

　　TWRP的初步布局

　　TWRP的初步布局如圖所示，主要部分包括泵站模塊，液體處理模塊(生活污水處理設施(初期和遠期)，工業廢水處理設施(初期和遠期))，NEWater儲存模塊，污泥模塊等。

　　TWRP污水處理優勢

　　不同于一般的污水處理廠，TWRP內處理生活污水和工業廢水的處理設施是分開的，并且運輸管道也是相互獨立的。生活污水處理后生成NEWater水，工業廢水處理后用于工業生產。

　　TWRP初期處理能力為176 MGD(800,000 m3 /d)，生活污水處理設施模塊處理能力為143 MGD(650,000 m3/d)，工業廢水處理設施模塊處理能力為33 MGD(150,000 m3 /d)。

　　先進的再生水廠TWRP運行穩定可靠，節能高效，節省空間，需要更少的人力來運營和維護。

　　MBR接RO生成NEWater再生水相互獨立的生活污水和工業廢水處理設施

　　NEWater再生水最大化雨季側流處理

　　IWMF——垃圾處理廠

　　新加坡可持續發展藍圖的目標之一是成為廢棄物零排放的國家，目標是到2030年達到70%總體回收率。IWMF是NEA為達到新加坡未來廢棄物處理目標長期規劃中的重要組成部分。

　　IWMF的設計目標如下

　　能量回收最大化：通過采用先進的鍋爐設計實現;

　　最大化資源回收：通過先進的材料分選系統和煙氣中金屬的回收實現;

　　最小化環境影響：通過高效的濕式煙氣處理系統實現，確保清潔空氣排放和最少的殘渣處置;

　　最大化系統彈性：通過采用模塊化設計來實現靈活性;

　　土地利用優化：通過創新利用空間，工廠設計和設備布局實現;

　　通過與TWRP協作取得最大優化協同效應：通過整合IWMF-TWRP流程獲得水-能源-廢棄物循環收益。

　　IWMF的初步布局

　　IWMF的初步布局及其各種處理設施如圖所示，包括物料回收設施，廢棄物-能源設施，廚余垃圾處理設施，污泥焚燒設施等。IWMF與TWRP共同位于Tuas View，占地68公頃。

　　IWMF的主要廢棄物處理流

　　IWMF的創新之處

　　能量回收最大化

　　IWMF將通過以下方式實現28%的整體能源回收率：

　　優化燃燒過程和鍋爐設計;

　　提高蒸汽運行參數，從370? C /35bar增加到440? C /50-60 bar;

　　外部沼氣過熱器提高蒸汽運行參數，從440? C /50-60 bar增加到480? C /50-60 bar;

　　濕式冷卻塔可提高整體設備的熱效率。

　　環境影響最小化

　　IWMF設計有先進的濕煙氣處理(FGT)系統，洗滌塔(高度≈30米)，酸性氣體在濕式洗滌器中被中和，飛灰在上游被捕獲，以確保最清潔的空氣排放。跟歐盟工業排放指令EU Directive 2010/75/EC 的指標要求對照來看，空氣污染物排放優勢非常明顯。

　　未來驗證

　　IWMF的設計旨在促進推進設施未來更新，同時保持設施的運行。采用模塊化的設計為增強操作和維護的靈活性，提升整體系統的彈性。這將使IWMF能夠超越典型垃圾處理廠30年壽命的設計，主要的設計特點如下，

　　在更新過程中容易拆卸和去除設備;

　　為大型設備(例如起重機)留有充足工作空間;

　　必要時可以拆除屋頂和側板。

　　這使得IWMF可以在適當的時候融入新技術和進行設備升級改造，還可以使IWMF能夠持續與TWRP協作，獲得共同收益。