在我國，污水處理行業(yè)的碳排放量約占全社會總排放量的1%，在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中占比最大。因此，引導(dǎo)污水處理廠進(jìn)行“低碳化”改造具有重要意義。為此，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會近日發(fā)布了我國污水處理領(lǐng)域首個低碳團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)——《污水處理廠低碳運(yùn)行評價技術(shù)規(guī)范》(T/CAEPI49?-?2022) （以下簡稱《規(guī)范》），將于2022年7月1日起正式實(shí)施。這一標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將解決哪些難題，如何發(fā)揮作用？記者進(jìn)行了多方采訪。
1%占比到底大不大？
污水處理行業(yè)減少碳排放，相比其他行業(yè)，減碳效益更大
“排水與污水處理是主要的碳排放行業(yè)之一。”中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣告訴本報記者，2019年，全球碳排放量接近600億噸，二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4)、一氧化二氮（N2O）三大溫室氣體占到碳排放總量的97.9%，分別占比為74.4%、17.3%和6.2%。這些氣體的排放主要涉及四大行業(yè)門類：能源利用（燒煤、燃油、發(fā)電等）、農(nóng)林畜牧、工業(yè)生產(chǎn)、廢物處置，分別占比為73.2%、18.4%、5.2%、3.2%。占比3.2%的廢物處置包括垃圾處理、工業(yè)廢水處理和生活污水處理。CO2主要來自于能源利用，CH4、N2O則來自于其余三大門類的直接排放。
1%的占比看似不大，但王洪臣告訴記者：“排水與污水處理行業(yè)碳排放量雖然占比小，但依靠改變技術(shù)路線、改變運(yùn)行模式，輔以適當(dāng)?shù)牡吞几脑欤纯蓽p少碳排放，相比其他行業(yè)，減碳效益更大。”
與此同時，污水處理本身就是個碳減排過程。未經(jīng)處理的污水直排導(dǎo)致黑臭是個厭氧過程，會產(chǎn)生更多的碳排放。目前，我國統(tǒng)計(jì)出的污水處理率雖然較高，但污水集中收集率普遍較低，許多城市不足50%，城市和農(nóng)村存在大量黑臭水體。提高污水集中收集處理率，實(shí)現(xiàn)低碳污水處理，就是污水處理行業(yè)對“雙碳”戰(zhàn)略的重要貢獻(xiàn)。
中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會副會長鄭江告訴本報記者：“由于污水水質(zhì)及污水處理工藝的差異，污水處理產(chǎn)生的溫室氣體排放量變化范圍較大。北京城市排水集團(tuán)與深圳水務(wù)集團(tuán)是我國規(guī)模較大的水務(wù)公司，污水處理能力達(dá)到423萬立方米/日及397萬立方米/日，主要服務(wù)對象為北京市和深圳市，能夠分別代表我國北方和南方的情況。兩家水務(wù)公司分別對污水處理過程溫室氣體排放情況進(jìn)行測算，結(jié)果顯示，按照目前的處理工藝及排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理過程產(chǎn)生的溫室氣體排放量約為600gCO2/立方米。主要排放為電力消耗導(dǎo)致的間接排放以及脫氮過程產(chǎn)生的N2O直接排放，這兩項(xiàng)排放量占總排放量的80%—90%；其他方面的排放還包括CH4直接排放與絮凝劑消耗產(chǎn)生的間接排放。”
節(jié)能降耗為何是污水處理行業(yè)最重要的減排手段？
節(jié)能降耗就是碳減排，多耗電就是多排碳，多耗藥也是多排碳
“‘節(jié)能降耗’已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了幾十年，不單是污水處理行業(yè)，各行各業(yè)都在強(qiáng)調(diào)。以前，強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗是為了降低成本，而現(xiàn)在，污水處理行業(yè)為了確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)而免受處罰，不惜過量投入電耗、藥耗。在新形勢下，應(yīng)該認(rèn)識到，多耗電就是多排碳，多耗藥也是多排碳，節(jié)能降耗就是碳減排，是排水與污水處理行業(yè)最重要的減排手段。”王洪臣認(rèn)為，對污水處理節(jié)能降耗重要性的認(rèn)識要提升高度。
污水處理過程消耗的電能約占全社會用電量的0.5%—1%。這部分間接排放約占污水處理過程溫室氣體排放總量的50%左右，因此，降低污水處理電耗是實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)行的重要手段。
“目前，污水處理設(shè)施運(yùn)營單位主要采用廠網(wǎng)一體化調(diào)控、智能控制（泵站智能編組、精準(zhǔn)曝氣等）、設(shè)備能效提升（更新高能效設(shè)備）、優(yōu)化調(diào)控策略（合理污泥濃度、溶解氧設(shè)定等）等方法降低污水處理單耗，已經(jīng)取得一定效果。”鄭江介紹。
與此同時，王洪臣強(qiáng)調(diào)：“N2O減排是重點(diǎn)。”污水處理過程N(yùn)2O的釋放、檢測及控制要加大力度。目前，N2O在污水處理過程的釋放機(jī)制及其影響因素還不清楚，檢測及在線監(jiān)測手段不成熟，相應(yīng)的評估方法、控制對策也是空白，尤其是如何實(shí)現(xiàn)控制N2O和提高脫氮率之間的平衡，并進(jìn)而達(dá)到協(xié)同，都亟需深入研究。
此外，需要以新能源開發(fā)為手段，開展“替碳”工作。鄭江告訴記者：“污水中蘊(yùn)含大量的有機(jī)物及熱量，且污水處理設(shè)施占地面積較大，可以利用這些特點(diǎn)在污水處理廠內(nèi)進(jìn)行新能源開發(fā)。目前主要采用的方法包括：利用污泥厭氧消化工藝產(chǎn)生沼氣，在污水處理廠內(nèi)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)沼氣資源高效利用；在污水處理設(shè)施上方加裝分布式光伏發(fā)電設(shè)備，利用太陽能進(jìn)行發(fā)電，回用于污水處理過程；利用污水水溫相對恒定的特點(diǎn)，通過水源熱泵提取污水中的熱量；在一些具有地形條件的地區(qū)（比如重慶），利用尾水排放進(jìn)行能量回收。總體而言，污水處理廠的新能源開發(fā)已經(jīng)包含了生物質(zhì)能、熱能、勢能等多個方向。
“固碳”對于污水處理廠碳減排來說也有不小的操作空間。污水處理廠利用生產(chǎn)的再生水作為環(huán)境補(bǔ)給重要水源，助力構(gòu)建良好的水體環(huán)境，可以產(chǎn)生一定的碳匯效果。此外，經(jīng)充分穩(wěn)定處理的污泥產(chǎn)物可用于沙荒地、礦山等修復(fù)項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行林業(yè)碳匯項(xiàng)目開發(fā)也能取得較好的生態(tài)環(huán)境效果。
如何用一把尺子核算污水處理廠碳排放？
規(guī)范碳排放核算方法、碳排放評價方法和低碳化的實(shí)現(xiàn)路徑
由于進(jìn)水水質(zhì)、處理工藝、處理規(guī)模、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等方面存在差異，難以對污水處理過程的碳排放量與排放強(qiáng)度進(jìn)行評價，各水務(wù)企業(yè)間不能進(jìn)行有效的比較與經(jīng)驗(yàn)借鑒。
那么，如何把污水處理廠放到一個賽道上，用一把尺子核算、評價其碳排放呢？
鄭江說，《規(guī)范》主要從3個方面指導(dǎo)污水處理廠開展碳減排核算，開展工藝優(yōu)化和技術(shù)改造。
首先，規(guī)范污水處理過程碳排放核算方法。《規(guī)范》明確了污水處理過程中N2O、CH4、化石燃料燃燒、電力消耗、熱耗與物耗所產(chǎn)生的排放量，進(jìn)而幫助水務(wù)企業(yè)全面了解自身碳排放總量及其構(gòu)成，從而制定有針對性的碳減排策略與措施。
其次，《規(guī)范》規(guī)定了碳排放評價方法。《規(guī)范》充分考慮污水處理過程的差異性，提出歸一化的碳排放評價方法與評價流程。各運(yùn)營單位可以利用總氮去除率修正系數(shù)、處理規(guī)模修正系數(shù)等對自身碳排放量或碳排放強(qiáng)度進(jìn)行修正，便于同行業(yè)排放情況進(jìn)行對比。各運(yùn)營單位也可以明確自身碳排放情況在全行業(yè)所處的水平。
最后，《規(guī)范》提出了污水處理過程低碳化的實(shí)現(xiàn)路徑。《規(guī)范》提出四大類12項(xiàng)低碳行為。污水處理設(shè)施運(yùn)營單位可以結(jié)合自身特點(diǎn)，圍繞提升泵與曝氣風(fēng)機(jī)等重點(diǎn)用能設(shè)備改造、生物系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與藥劑精準(zhǔn)投加、進(jìn)行清潔能源回收與利用項(xiàng)目建設(shè)、實(shí)施監(jiān)測與核算等方法逐步降低生產(chǎn)過程碳排放量，最終實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)行目標(biāo)。
中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會會長郭承站說：“《規(guī)范》為管理部門、運(yùn)營單位和第三方機(jī)構(gòu)評估污水處理廠的低碳行為提供了重要的方法依據(jù)。下一步，中環(huán)協(xié)（北京）認(rèn)證中心將以這一標(biāo)準(zhǔn)提出的評價方法為依據(jù)開展低碳污水處理廠的認(rèn)證工作。這將增加標(biāo)準(zhǔn)效力，為標(biāo)準(zhǔn)落地提供切實(shí)推動力。標(biāo)準(zhǔn)化工作是生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)全力服務(wù)碳中和碳達(dá)峰工作的重要抓手。除《污水處理廠低碳運(yùn)行評價技術(shù)規(guī)范》之外，協(xié)會聚焦二氧化碳在線監(jiān)測，于不久前發(fā)布了《固定污染源廢氣排放口監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)置技術(shù)規(guī)范》《固定污染源二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》和《固定污染源二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。作為支撐重點(diǎn)行業(yè)二氧化碳在線監(jiān)測的成套標(biāo)準(zhǔn)，這3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作得到了生態(tài)環(huán)境部的大力指導(dǎo)和支持，目前相關(guān)儀器的性能檢測和認(rèn)證工作已經(jīng)在中國環(huán)境監(jiān)測總站和中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會認(rèn)證中心開展。”
來源：中國環(huán)境
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