時間： 2021-10-13 09:22
來源： 中國水網
作者： 張辰
廢棄物碳排放計算公式
張辰以上海白龍港污水處理廠升級及擴建工程為例，計算了該項目全生命周期碳排。建設期+運行期+拆除期：16.56萬t+(10.79+11.68)萬t/a*30a+8.28萬t=698.94萬t。以30年為運行周期，各期間碳排放的百分比為：建設期為2.4%，運行期為96.4%，拆除期為1.2%。
我國城鎮污水系統碳排放
在我國城鎮污水系統碳排放系統中，包含污水收集的化糞池、污水處理的污水處理廠以及污泥處理處置等環節的碳排放產生。
IPCC對于國家溫室氣體清單出版過一系列指南，然而張辰指出，考慮到不同國家經濟和發展有差異，中國的收集系統、處理系統、污泥系統，系統的觀念還在不斷的建立過程中，因此應該充分考慮中國的碳排放特點，對于中國的污水處理與污泥處理進行進一步核算。
在我國，由于城鎮污水的收集率不高等原因，城鎮污水系統碳排放總量占全國碳排放總量(不含LULUCF)的0.58%，而CH4、N2O占比很高，直接排放占全國3.04%及2.51%。張辰提出，這是否與化糞池的設置有關?
目前行業中還沒有組織對于化糞池環節的N2O排放量、間接排放量等數據進行控制以及收集處理，多年來，行業不乏對于城市排污系統完善情況下，化糞池設置必要性的探討，張辰認為，在我國城鎮、農村污水處理還沒有完全覆蓋的情況下，仍然存在設置化糞池的必要性。
污水廠低碳運行的三個策略
污水處理廠的低碳策略主要有三個方面：
一是提升污水收集有效性。張辰指出，目前在我國污水處理系統中，污染物普遍存在于管道以及化糞池中，進廠水COD濃度過低，建議對管網系統完善地區，取消分流制地區化糞池，同時提高污水管網養護水平;
二是應強化污水處理低碳運行。包括優化污水處理過程運行、開發污水熱能和太陽能、探索低碳污水處理工藝等;
三是應注重污泥能源資源利用。結合低碳目標選擇路線，通過厭氧消化回收能源，關注污泥資源回收利用。
國外工程實例
張辰以全球范圍內污水廠的減排實例，介紹了污水廠的碳減排的具體做法，為行業提供了污水廠低碳運行的國際經驗。
芬蘭Turku(圖爾庫)
芬蘭Kakola污水處理廠處理規模為10×104m3/d，為了實現低碳排放，Kakola熱泵廠毗鄰Kakola污水處理廠建設，利用出水余熱，為圖爾庫地區的公共建筑和家庭供熱/供冷。
芬蘭Kakola污水處理廠
波蘭Poznan(波茲南)
波蘭一污水廠采用熱電聯產方式，實現發電1.02MWe，7700MWh/a產熱1.05MWt，28647GJ/a。張辰指出，利用生物質能源替代化石能源，是碳減排同時減少大氣污染的重要途徑之一。
波蘭Poznan(波茲南)
日本長野縣
日本長野縣制定了污水處理零能源(ZES)計劃，包括全球變暖的應對策略、能耗降低策略、能源產出策略，以水處理設施的集中化、設立生物質利用中心、區域生物質利用的協同化等方式，實現溫室氣體排放量的削減、低能耗運行方式和設備的引入、再生能源的利用。
日本力爭在2065年實現碳中和目標
日本巖手縣
日本巖手縣以都南污水處理廠(處理能力195600m3/d)能源自給為目的，優化設備運轉方式，降低電耗。具體措施為水泵避免轉速過低和頻繁啟停，風機根據處理負荷選擇最合適風量和最佳機型，攪拌器厭氧池和污泥儲槽中的攪拌器間歇運行。以2015年為基準，2019年(試驗后)電耗減少3.3%。
都南污水處理廠
日本大分市
位于日本大分市的弁天污水處理廠利用大小泵的搭配，優化水泵運行。弁天污水處理廠原有工況為大流量泵(4號/5號)與小流量泵(1號/2號)組合使用，同時1號/5號單數日開啟，2號/4號偶數日開啟。該廠將效率較差的4號泵改為電價較低的夜間運行，白天開啟5號泵，全年節省11%電費。
日本橫濱市
橫濱市應對全球變暖策略實施計劃為“2030年溫室氣體排放量在2013年基礎上削減26%”。北部污泥資源中心污泥碳化設施為200t-wet/d，通過污泥的碳化減少N2O排放，碳化燃料運至水泥廠替代煤炭。與焚燒爐相比，采用碳化爐可以減少溫室氣體排放，減排溫室氣體5281tCO2/年。
國內案例分析
在國內案例分析中，張辰以處理規模20×104m3/d的污水處理廠進行了模擬計算，將出水標準設置為一級A，氨氮和總磷執行地表Ⅳ類，采用曝氣沉砂池+初沉池+AAO生反池+二沉池+高效沉淀池+反硝化濾池+紫外消毒工藝，同時污泥處理采用低溫真空脫水干化方式。
編輯： 趙凡
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