加快構(gòu)建污水處理全過程減污降碳技術(shù)體系
作者：何連生、張海亞（中國環(huán)境科學(xué)研究院水生態(tài)環(huán)境研究所）
污水處理行業(yè)是全球十大溫室氣體排放行業(yè)之一，其碳排放量占全球碳排放總量的2%—3%，且仍呈逐年增長的趨勢，因此開展污水處理行業(yè)減污降碳協(xié)同增效是實(shí)現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)的必經(jīng)之路。2022年6月，生態(tài)環(huán)境部等多部門印發(fā)的《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》首次對污水處理廠減污降碳提出相關(guān)要求。
為深入貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，落實(shí)全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會要求，國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部三部委于近日聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)污水處理減污降碳協(xié)同增效的實(shí)施意見》（以下簡稱《實(shí)施意見》）也對污水處理減污降碳協(xié)同增效做了進(jìn)一步明確部署。
堅(jiān)持源頭降碳，緊抓節(jié)水增效的“牛鼻子”
生態(tài)環(huán)境部部長黃潤秋在2022年六五環(huán)境日國家主場活動上作主旨發(fā)言中指出，降碳可以從源頭上減少污染物排放。因此，秉承“節(jié)水即治污、節(jié)水即降碳”的理念，緊抓節(jié)水增效的“牛鼻子”，才能切實(shí)發(fā)揮好源頭降碳對污水處理過程碳減排的牽引作用。
節(jié)水增效對于工業(yè)園區(qū)而言，主要通過工業(yè)園區(qū)用水系統(tǒng)集成優(yōu)化，節(jié)約水資源利用，減少生產(chǎn)生活用水量和污水排放量；通過工業(yè)企業(yè)廢水分質(zhì)再生利用等方式，推動工業(yè)企業(yè)和園區(qū)廢水循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)用水、分質(zhì)用水、一水多用和梯級利用，最大程度地實(shí)現(xiàn)源頭節(jié)水減排。此外，《實(shí)施意見》還對規(guī)范工業(yè)園區(qū)排水管理提出了新的要求，指出對于污染物不能被城鎮(zhèn)污水處理廠有效處理或可能影響污水處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的廢水，嚴(yán)格限制進(jìn)入市政污水收集處理系統(tǒng)。2019年印發(fā)的《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019—2021年）》就提出將經(jīng)評估認(rèn)定為污染物不能被污水處理廠有效處理或可能影響污水處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的納管企業(yè)限期退出。生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范城鎮(zhèn)（園區(qū)）污水處理環(huán)境管理的通知》（環(huán)辦便函〔2020〕290號）中也有類似的指示。因此，此條意見的提出旨在進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)廢水與生活污水分類收集、分質(zhì)處理，并以此加快推進(jìn)工業(yè)污水集中處理設(shè)施建設(shè)。
節(jié)水增效對于城鎮(zhèn)污水處理廠而言主要是提升污水收集效能，通過開展建成區(qū)老舊管網(wǎng)的診斷修復(fù)、加快消除城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)空白區(qū)，實(shí)現(xiàn)城市污水管網(wǎng)全覆蓋，有序推進(jìn)雨污分流改造。這些方面的提出主要是解決部分地區(qū)污水處理收集設(shè)施建設(shè)長期以來存在的“重廠輕網(wǎng)”留下的后遺癥。雖然污水處理廠建成了，由于管網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)態(tài)不佳，大量的地下水、雨水等進(jìn)入污水收集管網(wǎng)，導(dǎo)致污水處理廠存在進(jìn)水濃度不高、清水進(jìn)清水出等現(xiàn)象，因此，建設(shè)和完善污水收集管網(wǎng)對城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)水增效意義重大。另外，《實(shí)施意見》還對污水收集管網(wǎng)建設(shè)及改造不到位的地區(qū)提出了新的管控要求。當(dāng)區(qū)域污水處理廠出現(xiàn)進(jìn)水生化需氧量濃度低于100毫克/升的情況時，將從嚴(yán)審批核準(zhǔn)該區(qū)域新增污水處理能力的要求，并推行“一廠一策”整治方案，體現(xiàn)了廠網(wǎng)聯(lián)動的相關(guān)要求。
強(qiáng)化過程減碳，創(chuàng)新降耗增效新路徑
污水處理過程的碳排放包括直接碳排放和間接碳排放兩個方面。在減少處理過程中溫室氣體排放方面，《實(shí)施意見》對這兩個方面都提出了新的要求。間接碳排放是由于設(shè)備運(yùn)行引起的能源和電力消耗帶來的異位碳排放，約占污水處理廠碳排放總量的50%—70%左右，因此開展相關(guān)設(shè)備（電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明器具）的優(yōu)化選型，建設(shè)智慧水務(wù)管理系統(tǒng)，開展全過程智能調(diào)控與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)曝氣與回流控制以減少污水處理過程的間接碳排放量。同時，通過研發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的低碳污泥處理工藝如污泥深度脫水、高效干化、熱解等也可降低污泥處理過程的間接碳排放量。這些都是實(shí)現(xiàn)污水處理行業(yè)碳減排的必經(jīng)之路。
污水處理行業(yè)的直接碳排放，也即逸散性溫室氣體排放，主要包括污水管網(wǎng)輸送過程的CH4排放、好氧生物處理過程中CO2排放、厭氧及污泥處理過程中CH4的排放以及脫氮過程中N2O 的排放�！秾�(shí)施意見》提出支持依法依規(guī)將上游生產(chǎn)企業(yè)可生化性強(qiáng)的廢水作為下游污水處理廠碳源補(bǔ)充，作為碳源的替代，加強(qiáng)高效脫氮除磷等低碳技術(shù)應(yīng)用，減少脫氮過程氧化亞氮逸散。2015 年全國污水處理廠逸散的CH4 和N2O 產(chǎn)生的直接碳排放量為2512.2t，按照年均增幅為5.57%估計(jì)，2030 年將增長為5688.67萬t。因此，開展污水處理行業(yè)逸散性溫室氣體的排放管理是減少污水處理行業(yè)溫室氣體排放的最直接的手段。
加強(qiáng)末端替碳，助力綠色低碳循環(huán)
在加大再生水能源利用和再生水利用兩個方面，《實(shí)施意見》提出了光伏發(fā)電和再生水循環(huán)利用等方案，其實(shí)不管是光伏發(fā)電替代電能，還是再生水循環(huán)利用都是一種新的末端“替碳”途徑，不僅可以減少新鮮能源的利用和碳排放，還可以助力資源能源綠色低碳循環(huán)。2021年生態(tài)環(huán)境部等四部委聯(lián)合印發(fā)的《區(qū)域再生水循環(huán)利用試點(diǎn)實(shí)施方案》就提出了將再生水納入水資源統(tǒng)一配置，推動再生水生產(chǎn)和利用平衡。因此，為進(jìn)一步推進(jìn)污水資源化利用，應(yīng)構(gòu)建區(qū)域再生水循環(huán)利用體系、農(nóng)村污水社區(qū)化就地處理回用體系，充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自然凈化和輸送能力，實(shí)現(xiàn)污水運(yùn)行處理過程的碳替代。
其次，在污泥資源化利用方面，應(yīng)加強(qiáng)污泥沼氣回收利用，推廣沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)，充分利用污泥中的有機(jī)物和熱能，開展污泥氣化、發(fā)酵產(chǎn)氣等技術(shù)，提高能源的回收利用率，減少對傳統(tǒng)碳源的使用。通過積極推廣污泥土地利用，探索污泥的資源化利用途徑，如制取生物質(zhì)燃料、有機(jī)肥料、農(nóng)用地改良材料等，實(shí)現(xiàn)污泥過程的碳替代。因此，開展污水處理減污降碳協(xié)同增效，應(yīng)充分挖掘污水和污泥的資源能源屬性，通過資源能源的高效循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)末端替碳，構(gòu)建污水處理行業(yè)綠色低碳循環(huán)新模式。
《實(shí)施意見》還提出到2025年，污水處理行業(yè)減污降碳協(xié)同增效取得積極進(jìn)展，建成100座能源資源高效循環(huán)利用的污水處理綠色低碳標(biāo)桿廠，并提出加快制定《協(xié)同降碳績效評價——城鎮(zhèn)污水處理》國家標(biāo)準(zhǔn)，助力綠色低碳標(biāo)桿廠的篩選，這些都為我們開展污水處理減污降碳提供了行動指引。
來源：中國環(huán)境報
