污水处理厂碳减排的新思路

2020年9月，习主席提出“30•60”碳达峰、碳中和目标，并被写入十四五规划，由此各行各业对“碳中和”展开激烈的谈论与探索。目前我国碳排放总量居全球第一，未来几十年的发展，都要以碳减排作为主要的方向。我国作为一个人口大国，每日产生的污水量非常庞大，2020年污水处理量达到1.88亿吨/天，污水处理行业碳排放约占全国碳排放总量的3-5%，碳排放量不容忽视。如何进行污水处理厂的碳减排，成为相关从业者研究的重要课题。

污水处理行业的碳排放主要来自于两个方面：直接排放和间接排放。直接碳排放主要是污水中有机物分解过程释放的二氧化碳、氧化亚氮等气体；间接排放主要为污水处理过程中外部化石能源供电和药剂投加产生的碳排放。根据相关研究，污水处理行业二氧化碳、氧化亚氮等气体释放产生的直接碳排放占碳排放总量的60%，能源消耗产生的间接碳排放占碳排放总量的40%。

对于污水处理行业来说，尽管国外已经报道过一些完全实现“能量平衡”或“碳中和”的案例，但国内依然对污水处理行业的碳中和存在担忧和质疑，国内大型企业及团队主要关注研究通过能量回收直接反哺或间接补偿污水厂的碳排量实现“碳中和”的方式，忽视了污水中有机物分解过程气体释放的碳减排方向。北京林业大学环境科学与工程学院贠延滨教授团队及天游线路检测中心通过几年的实践摸索，针对污水处理厂的碳减排提出了全新的发展思路，从“开源”与“节流”两个方面，提出了污水处理厂碳减排方案：

1、采用新型光伏密封罩，大幅度削减恶臭气体排放的同时有效利用绿色能源，减少能耗。

当前污水处理行业臭气排放标准日趋严苛，有组织臭气收集不断实施，可充分利用污水处理设施上部空间，将光伏板与加盖臭气收集有效耦合，形成新型光伏密封罩，满足加盖密闭需求同时，高效利用太阳能进行产电，改善污水厂能源结构，降低传统能源消耗，减少碳排放；据核算，污水池光伏加盖产电可抵消污水厂常规用电量的10-15%。

2、固碳设备与碳资源化

污水处理设施释放的二氧化碳、氧化亚氮等各种温室气体，经光伏密封罩收集后，通过管道输送至处理设备，通过物化固碳、生物固碳及资源化技术与成套设备，通过物化反应及生物合成的方式将碳进行固定，并将产物进行资源化利用，可补充进水碱度、或制成肥料等。经工程实践证明，该套系统具有高效固碳、降碳的作用，污水处理厂直接气体碳排放可减少95%以上。

3、优化污水处理工艺，并通过AI控制系统精准运行，从源头减少碳排放

为了进一步提高污水处理厂的处理效率，降低能耗和药耗，降低二氧化碳、氧化亚氮等温室气体的排放，研发团队还针对性地开发出低能耗、低碳排放的新型污水处理工艺，并通过AI智能控制系统及专家系统对各运行参数进行优化，实现精细化控制，对污水处理过程的能耗、药耗及二氧化碳、氧化亚氮温室气体排放量都能够做到实时监测、AI调整，实现源头碳减排。

根据天游线路检测中心的监测数据，整套技术可降低污水处理厂末端碳排放量的95%，降低污水处理厂总体能源消耗的20%以上；采用整套系统，每10000t/d的污水处理规模年碳减排量约为2500吨，以5万吨/天的污水处理厂为例，年碳减排量约为1.25万吨，该成套技术和装备如在整个行业推广使用，其碳减排量将非常可观。

污水处理行业作为碳排放十大行业之一，积极探讨污水处理行业能量回收及尾气吸收等碳减排方式，有助于推动我国“30•60”碳达峰、碳中和目标的实现，为维护全人类美好的生存环境创造有利的条件。天游线路检测中心所提出的污水处理厂碳减排方案，标志着污水处理厂朝着“零碳排放”的目标又迈出了一大步。