污水处理行业碳减排路径在哪？

采用低碳工艺、提高设备运行能效，提高精细化管理水平

记者：雷英杰 发布时间：2021年8月5日

 

制图刘伟龙

图为北京排水集团小红门再生水厂。 资料图片

 

近日，由中国环境保护产业协会主办、中国环境保护产业协会城镇污水治理分会承办的第四届城镇水环境综合治理高端论坛在京召开。

 

本次论坛以“碳中和背景下碳减排技术创新与发展”为主题，与会专家针对我国目前治水“标准高、能耗高、消耗高”的问题展开深入交流，并提出我国低碳治水的行业发展新方向和新路径。

 

■ 污水处理行业的碳排放有哪些？

 

直接碳排放主要来自生物反应过程中CH4、N2O和CO2的逸散，间接碳排放主要是生产过程中电力、药剂等消耗

 

碳达峰碳中和影响着各行各业的神经，污水处理行业也不例外。论坛上，有专家指出，污水处理行业碳排放量占全社会碳排放总量的1%～2%。那么，污水处理厂的碳排放有哪些？

 

中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣表示，在污水处理系统运行过程中，甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、电耗三个载体直接或间接产生的碳排放量大体相当。其中，CH4排放主要发生在化粪池、管道淤积、污水直接排放等情景，N2O排放主要发生在污水好氧处理过程和受纳水体，而电耗、物耗等产生的间接碳排放取决于污水处理厂的管理水平。

 

郑州新区污水处理厂厂长张艳介绍说，他们的污水处理厂碳排放主要分为直接碳排放和间接碳排放，而直接碳排放主要来自生物反应过程中CH4、N2O和CO2的逸散，间接碳排放主要是生产过程中电力消耗、药剂消耗等。

 

“直接碳排放主要受工艺选型影响，污水处理厂运行过程中控制更多的是间接碳排放部分。”张艳告诉记者，他们对间接碳排放环节进行分析后发现，碳排放量排在前三位的工艺环节分别是曝气系统、提升系统和回流（推流）系统，这三个系统是污水处理厂实现碳减排的关键环节。

 

北京城市排水集团有限责任公司（以下简称北京排水集团）副总经理张荣兵则指出，“十三五”时期，北京排水集团的间接碳排放99%来源于电力消耗，而电力消耗主要集中在污水处理、污泥处理和再生水供应板块，占北京排水集团碳排放总量的96.4%。

 

■ 实现碳减排的路径有哪些？

 

目前主要有资源回收利用、采用低碳工艺、提高设备运行能效和实施低碳运营管理4种路径

 

“污水处理行业实现碳减排的路径，主要有资源回收利用、采用低碳工艺、提高设备运行能效和实施低碳运营管理4种。”北京市市政工程设计研究总院有限公司总经理张韵告诉记者。

 

而从技术角度来看，王洪臣则认为，污水处理厂要想实现碳减排，大概有3条技术路径：一是减少污水处理系统厌氧环境，如逐步取消化粪池、减少管道淤积等；二是将N2O纳入生物处理控制体系；三是提高精细化管理水平，降低能源和物料消耗。

 

作为头部企业，北京排水集团的碳减排路径能否为行业开出一剂“良方”？张荣兵介绍说，北京排水集团率先在污水处理行业出台《北京排水集团碳中和规划和实施方案》，可以用“三个方面九大措施”进行概括：

 

在降碳方面，通过厂网一体流域化管理，实现系统性降碳；建立基于污染物特征变化的多种调控策略，实现精细化运营管理；工艺和设备协同管理，提高系统的稳定性、可靠性和能源利用效率；实施好氧颗粒污泥项目改造，研发应用厌氧氨氧化技术。

 

在替碳方面，利用沼气热电联产技术，替代外部电能消耗；建设分布式光伏发电项目，提高绿色能源利用量，打造资源化再生水厂；开发水源热泵技术，可在冬季为用户供热，夏季为用户制冷。

 

在固碳方面，大力推广高品质再生水回用；大力推进污泥资源化利用。

 

■ 如何做到污水处理低碳运行？

 

提高能源资源利用效率、智慧化运行管理等

 

本次论坛的一大亮点，就是发布了首批城镇污水处理低碳运行案例。此次成功入围的案例共有10个，分别是郑州新区污水处理厂、睢县第三污水处理厂、清河第二再生水厂、白龙港污水处理厂、小红门再生水厂、大连夏家河污水处理厂、瀍东污水处理厂、海泊河污水处理厂、巢湖市岗岭污水处理厂和宁海县城北污水处理厂。

 

“入选的城镇污水处理低碳运行案例，在提高能源资源利用效率、清洁能源开发利用、节能降耗工艺设备应用、智慧化运行管理等方面均各有特色，吨水处理电耗、药剂消耗等低碳运行指标优异，具有代表性和示范意义。” 中国环境保护产业协会副会长郑江向记者介绍说。

 

以郑州新区污水处理厂为例，张艳介绍说，污水处理厂自立项以来，就将绿色低碳引入设计运营全过程。在设计理念方面，坚持以绿色节能为导向，选择低碳工艺和高效节能设备；在运行调控方面，以节能降耗为目标，通过对运行数据的分析，选择最佳控制参数，同时引入全流程分析理念，实现精准调控。

 

张艳表示，郑州新区污水处理厂二期项目重点将从四个方面实现减排目标：以智能化控制为平台，深挖节能潜力；以清洁能源利用为途径，减少化石能源使用；以科技创新为引领，实现技术突破；以管理手段为抓手，严控系统碳排放。

 

此外，大会还发布了《城镇排水与污水处理行业职业技能鉴定丛书》和《企业社会责任报告》，提出“联手筑建低碳治水灯塔，共同塑造绿色美好未来——携手行业同仁走低碳发展之路”的低碳治水倡议，推动形成城镇污水治理领域低碳发展行业共识。