“現(xiàn)行污水處理工藝的碳排放量大。污水處理過(guò)程的碳排放包括來(lái)自于二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等溫室氣體的直接排放和在生產(chǎn)過(guò)程中所需能耗、物料產(chǎn)生的間接碳排放。”

趙吉調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國(guó)市政污水處理普遍采用以活性污泥法為核心的生物處理工藝，該工藝面臨能耗高、剩余污泥產(chǎn)量大、資源回收率低、溫室氣體排放量大等問(wèn)題。另外，我國(guó)目前僅有不到5%數(shù)量的城市污水處理廠采用污泥厭氧消化系統(tǒng)，污泥中蘊(yùn)含的有機(jī)能挖掘潛力巨大。

“污水處理消耗的電能主要發(fā)生在鼓風(fēng)曝氣、水泵、攪拌電機(jī)、污泥脫水等設(shè)備，傳統(tǒng)活性污泥法每處理一噸污水平均電耗約為0.3千瓦時(shí)，由此產(chǎn)生的間接碳排放占排放總量的40%左右。目前，污水處理廠的能源供給仍以電廠供電為主，風(fēng)電光伏等綠色清潔能源占比極低。”趙吉調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，“現(xiàn)有碳排放核算方式不準(zhǔn)確。污水處理廠碳排放核算方式尚不完善，很難對(duì)污水處理過(guò)程的碳排放量與排放強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，各污水處理廠之間不能進(jìn)行有效的比較與經(jīng)驗(yàn)借鑒，難以充分反映具體措施下減污降碳的協(xié)同效應(yīng)，碳排放數(shù)據(jù)的考核和驅(qū)動(dòng)作用尚未充分發(fā)揮。”

“要大力推進(jìn)污水處理低碳新工藝。”趙吉建議，“采用以厭氧為主的工藝進(jìn)行碳源改向產(chǎn)甲烷或脂肪酸、液體燃料等高價(jià)值化學(xué)品，充分利用污水中所蘊(yùn)含的有機(jī)化學(xué)能，提高再生水回用率，實(shí)現(xiàn)能源回收最大化。因市政污水進(jìn)水有機(jī)物濃度偏低，可通過(guò)碳補(bǔ)集濃縮耦合膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)碳源高效濃縮。通過(guò)反滲透與吸附法的耦合，去除營(yíng)養(yǎng)鹽和其他離子，實(shí)現(xiàn)中水回用。探索采用基于短程反硝化及厭氧氨氧化原理的低耗低碳排放工藝，實(shí)現(xiàn)污染物去除、資源能源回收、低碳脫氮協(xié)同。”

“要規(guī)范污水處理碳排放測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)。”趙吉建議，依據(jù)新近出臺(tái)的《污水處理廠低碳運(yùn)行評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，開(kāi)展城鎮(zhèn)污水處理和資源化利用碳排放測(cè)算，優(yōu)化污水處理設(shè)施能耗和碳排放管理。

“按照國(guó)際經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)已有成功改造案例，通過(guò)采用高效機(jī)電設(shè)備、加強(qiáng)負(fù)載管理和建立需求響應(yīng)機(jī)制等路徑，可實(shí)現(xiàn)20%～50%的減排潛力。將污泥厭氧消化比例提高到55%，可實(shí)現(xiàn)15%～25%的能源自給，間接減少二氧化碳排放。”趙吉根據(jù)調(diào)研結(jié)果建議，污水處理采用短程硝化反硝化技術(shù)可節(jié)約25%左右的需氧量和40%左右的碳源，不需額外投加碳源，不再產(chǎn)生CO_2間接碳排放，成為名副其實(shí)的“能源工廠”。