北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:現(xiàn)階段我國污水處理規(guī)模體量巨大，碳中和在未來污水廠中的運行中必將成為一大趨勢，其對推動行業(yè)乃至社會的綠色發(fā)展具有重大意義。然而，受限于污水行業(yè)技術(shù)水平低等諸多因素限制，我國目前尚未建成真正意義上的“碳中和”污水廠。

本次推薦的參考文獻是以北京某污水廠為實例，從理論上分析了當前AAO工藝條件下污泥厭氧、水源熱泵以及太陽能利用對碳中和運行的貢獻潛力，并得出污泥厭氧能量自給率僅達53%的結(jié)論。

在我國污水有機物含量低不利于能量回收的情況下，如何制定碳中和發(fā)展之路?值得深思。摒棄AAO工藝，利用碳源濃縮技術(shù)、主流Anammox技術(shù)以及高效厭氧技術(shù)，組建低能耗、高能源回收的新型污水處理工藝或許是未來的解決途徑之一。

在全球溫室效應(yīng)及氣候變化背景下，污水廠污水處理碳中和將會是未來污水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢。

目前，一方面污水處理屬于高耗能行業(yè)，勢必會導(dǎo)致較高的碳排放足跡;另一方面，污水中本身蘊含較多的能量(有機物、熱能等)，為實現(xiàn)污水處理過程能源自給及碳中和運行提供了客觀基礎(chǔ)。展望污水處理的未來前景，多個國家已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了污水廠碳中和技術(shù)路線圖。

美國水環(huán)境研究基金(Water Environment Research Foundation)提出了2030年美國所有污水處理廠均要實現(xiàn)碳中和運行的目標。歐洲一些國家也相繼發(fā)布了污水廠能源管理手冊。在世界范圍內(nèi)，部分污水廠已經(jīng)通過技術(shù)升級實現(xiàn)了能量自給及碳中和運行(表1)

表1 目前國際上實現(xiàn)能量自給/碳中和的污水廠案例

研究人員以北京一座處理規(guī)模為60萬噸的污水廠為實例(AAO工藝)，對污水廠碳中和運行進行了潛力分析。研究人員主要從以下三個角度，考慮了污水廠實現(xiàn)碳中和的途徑。

回收污水中有機物的能量。

利用水源熱泵技術(shù)回收污水中熱能。

基于目前污水廠一般占地面積較大，沉淀池和曝氣池的表面可以用于鋪設(shè)太陽能光伏發(fā)電板，利用太陽能發(fā)電。

污水中有機物能量回收主要依靠針對污泥的厭氧過程實現(xiàn)。污水處理過程中會產(chǎn)生初沉污泥和二沉污泥，污泥經(jīng)過厭氧處理(Anaerobic digestion, AD)產(chǎn)生沼氣，沼氣經(jīng)過熱電聯(lián)產(chǎn)(CombinedHeat and Power, CHP)產(chǎn)生電能和熱能。

“污泥厭氧產(chǎn)沼氣+熱電聯(lián)產(chǎn)”AD-CHP過程中產(chǎn)生的電能可以用于補償污水廠的能耗，從而降低污水廠的碳足跡排放，甚至實現(xiàn)碳中和運行