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

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300074）

摘 要：我國不僅尚未獨立開展城鎮(zhèn)污水處理各子單元的溫室氣體清單研究，而且有關污水處理各個系統(tǒng)的溫室氣體估算數(shù)據(jù)研究較少。結合“全國城鎮(zhèn)污水處理信息管理系統(tǒng)”大數(shù)據(jù)平臺，以城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)節(jié)能減排為目標導向，構建了污水處理系統(tǒng)全流程節(jié)能減排綜合測算模型。通過模型測算了3個實例污水處理廠提標前后的碳排放變化情況并識別出主要控制環(huán)節(jié)，結果表明，適當提高污水排放標準，可有效降低污水處理廠各流程環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排量，但進一步提高出水標準將會使污水廠在能源、資源及溫室氣體排放等方面產(chǎn)生不利的影響。為此，應大力發(fā)展既經(jīng)濟適用又節(jié)能環(huán)保的污水處理技術，進而實現(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。

關鍵詞：污水處理，碳排放，溫室氣體，排放因子，提標改造

目前關于污水處理廠碳排放核算方法主要采用聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指南提供的方法，鑒于大部分國家基礎數(shù)據(jù)缺乏，通過國家人口數(shù)據(jù)、人均產(chǎn)污能力的粗略估計，指導各國國家尺度上的碳排放核算，參數(shù)取值基本上是國外專家判斷的推薦值，導致其在我國污水處理行業(yè)碳排放管理方面的適用性尚不完全確定[1-4]。同時，我國尚未獨立開展城鎮(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系統(tǒng)的溫室氣體估算數(shù)據(jù)，有關城市尺度上污水處理處置過程溫室氣體排放研究較少[5-7]。其次，我國各地一味地提高污水處理排放標準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)生負面作用[8-12]。因此建立以碳排為基準的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)全流程節(jié)能減排綜合測算方法和模型，不僅有利于綜合衡量污水處理產(chǎn)生的碳減排效益，而且有利于評價高標準排放對水環(huán)境之外產(chǎn)生的不利影響，并比較其對環(huán)境產(chǎn)生的碳排放值。

城鎮(zhèn)污水處理處置系統(tǒng)是城市建設的重要環(huán)節(jié)，本研究結合“全國城鎮(zhèn)污水處理信息管理系統(tǒng)”（以下簡稱“信息系統(tǒng)”）的大數(shù)據(jù)平臺，以城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)節(jié)能減排為目標導向，基于“信息系統(tǒng)”運營項目填報數(shù)據(jù)格式，在IPCC指南方法框架下結合工藝過程化學計量學，初步構建包括污水處理、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)能減排綜合測算方法，為后期提標項目決策和工程設計方案的環(huán)境影響分析提供參考。