制圖劉偉龍
圖為北京排水集團(tuán)小紅門再生水廠。 資料圖片
近日,由中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)主辦、中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)城鎮(zhèn)污水治理分會(huì)承辦的第四屆城鎮(zhèn)水環(huán)境綜合治理高端論壇在京召開。
本次論壇以“碳中和背景下碳減排技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展”為主題,與會(huì)專家針對(duì)我國(guó)目前治水“標(biāo)準(zhǔn)高、能耗高、消耗高”的問題展開深入交流,并提出我國(guó)低碳治水的行業(yè)發(fā)展新方向和新路徑。
■ 污水處理行業(yè)的碳排放有哪些?
直接碳排放主要來自生物反應(yīng)過程中CH4、N2O和CO2的逸散,間接碳排放主要是生產(chǎn)過程中電力、藥劑等消耗
碳達(dá)峰碳中和影響著各行各業(yè)的神經(jīng),污水處理行業(yè)也不例外。論壇上,有專家指出,污水處理行業(yè)碳排放量占全社會(huì)碳排放總量的1%~2%。那么,污水處理廠的碳排放有哪些?
中國(guó)人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣表示,在污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中,甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、電耗三個(gè)載體直接或間接產(chǎn)生的碳排放量大體相當(dāng)。其中,CH4排放主要發(fā)生在化糞池、管道淤積、污水直接排放等情景,N2O排放主要發(fā)生在污水好氧處理過程和受納水體,而電耗、物耗等產(chǎn)生的間接碳排放取決于污水處理廠的管理水平。
鄭州新區(qū)污水處理廠廠長(zhǎng)張艷介紹說,他們的污水處理廠碳排放主要分為直接碳排放和間接碳排放,而直接碳排放主要來自生物反應(yīng)過程中CH4、N2O和CO2的逸散,間接碳排放主要是生產(chǎn)過程中電力消耗、藥劑消耗等。
“直接碳排放主要受工藝選型影響,污水處理廠運(yùn)行過程中控制更多的是間接碳排放部分。”張艷告訴記者,他們對(duì)間接碳排放環(huán)節(jié)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),碳排放量排在前三位的工藝環(huán)節(jié)分別是曝氣系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和回流(推流)系統(tǒng),這三個(gè)系統(tǒng)是污水處理廠實(shí)現(xiàn)碳減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱北京排水集團(tuán))副總經(jīng)理張榮兵則指出,“十三五”時(shí)期,北京排水集團(tuán)的間接碳排放99%來源于電力消耗,而電力消耗主要集中在污水處理、污泥處理和再生水供應(yīng)板塊,占北京排水集團(tuán)碳排放總量的96.4%。
■ 實(shí)現(xiàn)碳減排的路徑有哪些?
目前主要有資源回收利用、采用低碳工藝、提高設(shè)備運(yùn)行能效和實(shí)施低碳運(yùn)營(yíng)管理4種路徑
“污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排的路徑,主要有資源回收利用、采用低碳工藝、提高設(shè)備運(yùn)行能效和實(shí)施低碳運(yùn)營(yíng)管理4種。”北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司總經(jīng)理張韻告訴記者。
而從技術(shù)角度來看,王洪臣則認(rèn)為,污水處理廠要想實(shí)現(xiàn)碳減排,大概有3條技術(shù)路徑:一是減少污水處理系統(tǒng)厭氧環(huán)境,如逐步取消化糞池、減少管道淤積等;二是將N2O納入生物處理控制體系;三是提高精細(xì)化管理水平,降低能源和物料消耗。
作為頭部企業(yè),北京排水集團(tuán)的碳減排路徑能否為行業(yè)開出一劑“良方”?張榮兵介紹說,北京排水集團(tuán)率先在污水處理行業(yè)出臺(tái)《北京排水集團(tuán)碳中和規(guī)劃和實(shí)施方案》,可以用“三個(gè)方面九大措施”進(jìn)行概括:
在降碳方面,通過廠網(wǎng)一體流域化管理,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性降碳;建立基于污染物特征變化的多種調(diào)控策略,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)管理;工藝和設(shè)備協(xié)同管理,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和能源利用效率;實(shí)施好氧顆粒污泥項(xiàng)目改造,研發(fā)應(yīng)用厭氧氨氧化技術(shù)。
在替碳方面,利用沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù),替代外部電能消耗;建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目,提高綠色能源利用量,打造資源化再生水廠;開發(fā)水源熱泵技術(shù),可在冬季為用戶供熱,夏季為用戶制冷。
在固碳方面,大力推廣高品質(zhì)再生水回用;大力推進(jìn)污泥資源化利用。
■ 如何做到污水處理低碳運(yùn)行?
提高能源資源利用效率、智慧化運(yùn)行管理等
本次論壇的一大亮點(diǎn),就是發(fā)布了首批城鎮(zhèn)污水處理低碳運(yùn)行案例。此次成功入圍的案例共有10個(gè),分別是鄭州新區(qū)污水處理廠、睢縣第三污水處理廠、清河第二再生水廠、白龍港污水處理廠、小紅門再生水廠、大連夏家河污水處理廠、瀍東污水處理廠、海泊河污水處理廠、巢湖市崗嶺污水處理廠和寧?h城北污水處理廠。
“入選的城鎮(zhèn)污水處理低碳運(yùn)行案例,在提高能源資源利用效率、清潔能源開發(fā)利用、節(jié)能降耗工藝設(shè)備應(yīng)用、智慧化運(yùn)行管理等方面均各有特色,噸水處理電耗、藥劑消耗等低碳運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)異,具有代表性和示范意義。” 中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)鄭江向記者介紹說。
以鄭州新區(qū)污水處理廠為例,張艷介紹說,污水處理廠自立項(xiàng)以來,就將綠色低碳引入設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)全過程。在設(shè)計(jì)理念方面,堅(jiān)持以綠色節(jié)能為導(dǎo)向,選擇低碳工藝和高效節(jié)能設(shè)備;在運(yùn)行調(diào)控方面,以節(jié)能降耗為目標(biāo),通過對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析,選擇最佳控制參數(shù),同時(shí)引入全流程分析理念,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。
張艷表示,鄭州新區(qū)污水處理廠二期項(xiàng)目重點(diǎn)將從四個(gè)方面實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo):以智能化控制為平臺(tái),深挖節(jié)能潛力;以清潔能源利用為途徑,減少化石能源使用;以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破;以管理手段為抓手,嚴(yán)控系統(tǒng)碳排放。
此外,大會(huì)還發(fā)布了《城鎮(zhèn)排水與污水處理行業(yè)職業(yè)技能鑒定叢書》和《企業(yè)社會(huì)責(zé)任報(bào)告》,提出“聯(lián)手筑建低碳治水燈塔,共同塑造綠色美好未來——攜手行業(yè)同仁走低碳發(fā)展之路”的低碳治水倡議,推動(dòng)形成城鎮(zhèn)污水治理領(lǐng)域低碳發(fā)展行業(yè)共識(shí)。