基于城鎮(zhèn)污水處理全流程環(huán)節(jié)的碳排放模型研究

張 岳，葛銅崗，孫永利，劉 靜，高晨晨，張 維

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300074）

摘 要：我國(guó)不僅尚未獨(dú)立開展城鎮(zhèn)污水處理各子單元的溫室氣體清單研究，而且有關(guān)污水處理各個(gè)系統(tǒng)的溫室氣體估算數(shù)據(jù)研究較少。結(jié)合“全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理信息管理系統(tǒng)”大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)節(jié)能減排為目標(biāo)導(dǎo)向，構(gòu)建了污水處理系統(tǒng)全流程節(jié)能減排綜合測(cè)算模型。通過(guò)模型測(cè)算了3個(gè)實(shí)例污水處理廠提標(biāo)前后的碳排放變化情況并識(shí)別出主要控制環(huán)節(jié)，結(jié)果表明，適當(dāng)提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，可有效降低污水處理廠各流程環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排量，但進(jìn)一步提高出水標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)使污水廠在能源、資源及溫室氣體排放等方面產(chǎn)生不利的影響。為此，應(yīng)大力發(fā)展既經(jīng)濟(jì)適用又節(jié)能環(huán)保的污水處理技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污水處理碳減排的環(huán)境效益，從而將污水處理廠變得更加環(huán)保。

關(guān)鍵詞：污水處理，碳排放，溫室氣體，排放因子，提標(biāo)改造

目前關(guān)于污水處理廠碳排放核算方法主要采用聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）指南提供的方法，鑒于大部分國(guó)家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，通過(guò)國(guó)家人口數(shù)據(jù)、人均產(chǎn)污能力的粗略估計(jì)，指導(dǎo)各國(guó)國(guó)家尺度上的碳排放核算，參數(shù)取值基本上是國(guó)外專家判斷的推薦值，導(dǎo)致其在我國(guó)污水處理行業(yè)碳排放管理方面的適用性尚不完全確定[1-4]。同時(shí)，我國(guó)尚未獨(dú)立開展城鎮(zhèn)污水處理各子單元的溫室氣體清單研究，還沒有污水處理各個(gè)系統(tǒng)的溫室氣體估算數(shù)據(jù)，有關(guān)城市尺度上污水處理處置過(guò)程溫室氣體排放研究較少[5-7]。其次，我國(guó)各地一味地提高污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的做法并不一定有利于碳減排和環(huán)境綜合效益，甚至可能產(chǎn)生負(fù)面作用[8-12]。因此建立以碳排為基準(zhǔn)的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)全流程節(jié)能減排綜合測(cè)算方法和模型，不僅有利于綜合衡量污水處理產(chǎn)生的碳減排效益，而且有利于評(píng)價(jià)高標(biāo)準(zhǔn)排放對(duì)水環(huán)境之外產(chǎn)生的不利影響，并比較其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的碳排放值。

城鎮(zhèn)污水處理處置系統(tǒng)是城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，本研究結(jié)合“全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理信息管理系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱“信息系統(tǒng)”）的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)節(jié)能減排為目標(biāo)導(dǎo)向，基于“信息系統(tǒng)”運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目填報(bào)數(shù)據(jù)格式，在IPCC指南方法框架下結(jié)合工藝過(guò)程化學(xué)計(jì)量學(xué)，初步構(gòu)建包括污水處理、污泥處理處置、再生水利用環(huán)節(jié)在內(nèi)的污水處理系統(tǒng)全流程節(jié)能減排綜合測(cè)算方法，為后期提標(biāo)項(xiàng)目決策和工程設(shè)計(jì)方案的環(huán)境影響分析提供參考。