污水處理廠碳減排的新思路

2020年9月，習主席提出“30?60”碳達峰、碳中和目標，并被寫入十四五規劃，由此各行各業對“碳中和”展開激烈的談論與探索。目前我國碳排放總量居全球第一，未來幾十年的發展，都要以碳減排作為主要的方向。我國作為一個人口大國，每日產生的污水量非常龐大，2020年污水處理量達到1.88億噸/天，污水處理行業碳排放約占全國碳排放總量的3-5%，碳排放量不容忽視。如何進行污水處理廠的碳減排，成為相關從業者研究的重要課題。

污水處理行業的碳排放主要來自于兩個方面：直接排放和間接排放。直接碳排放主要是污水中有機物分解過程釋放的二氧化碳、氧化亞氮等氣體；間接排放主要為污水處理過程中外部化石能源供電和藥劑投加產生的碳排放。根據相關研究，污水處理行業二氧化碳、氧化亞氮等氣體釋放產生的直接碳排放占碳排放總量的60%，能源消耗產生的間接碳排放占碳排放總量的40%。

對于污水處理行業來說，盡管國外已經報道過一些完全實現“能量平衡”或“碳中和”的案例，但國內依然對污水處理行業的碳中和存在擔憂和質疑，國內大型企業及團隊主要關注研究通過能量回收直接反哺或間接補償污水廠的碳排量實現“碳中和”的方式，忽視了污水中有機物分解過程氣體釋放的碳減排方向。北京林業大學環境科學與工程學院贠延濱教授團隊及北京新林環境科技有限公司通過幾年的實踐摸索，針對污水處理廠的碳減排提出了全新的發展思路，從“開源”與“節流”兩個方面，提出了污水處理廠碳減排方案：

1、采用新型光伏密封罩，大幅度削減惡臭氣體排放的同時有效利用綠色能源，減少能耗。

當前污水處理行業臭氣排放標準日趨嚴苛，有組織臭氣收集不斷實施，可充分利用污水處理設施上部空間，將光伏板與加蓋臭氣收集有效耦合，形成新型光伏密封罩，滿足加蓋密閉需求同時，高效利用太陽能進行產電，改善污水廠能源結構，降低傳統能源消耗，減少碳排放；據核算，污水池光伏加蓋產電可抵消污水廠常規用電量的10-15%。

2、固碳設備與碳資源化

污水處理設施釋放的二氧化碳、氧化亞氮等各種溫室氣體，經光伏密封罩收集后，通過管道輸送至處理設備，通過物化固碳、生物固碳及資源化技術與成套設備，通過物化反應及生物合成的方式將碳進行固定，并將產物進行資源化利用，可補充進水堿度、或制成肥料等。經工程實踐證明，該套系統具有高效固碳、降碳的作用，污水處理廠直接氣體碳排放可減少95%以上。

3、優化污水處理工藝，并通過AI控制系統精準運行，從源頭減少碳排放

為了進一步提高污水處理廠的處理效率，降低能耗和藥耗，降低二氧化碳、氧化亞氮等溫室氣體的排放，研發團隊還針對性地開發出低能耗、低碳排放的新型污水處理工藝，并通過AI智能控制系統及專家系統對各運行參數進行優化，實現精細化控制，對污水處理過程的能耗、藥耗及二氧化碳、氧化亞氮溫室氣體排放量都能夠做到實時監測、AI調整，實現源頭碳減排。

根據北京新林環境科技有限公司的監測數據，整套技術可降低污水處理廠末端碳排放量的95%，降低污水處理廠總體能源消耗的20%以上；采用整套系統，每10000t/d的污水處理規模年碳減排量約為2500噸，以5萬噸/天的污水處理廠為例，年碳減排量約為1.25萬噸，該成套技術和裝備如在整個行業推廣使用，其碳減排量將非常可觀。

污水處理行業作為碳排放十大行業之一，積極探討污水處理行業能量回收及尾氣吸收等碳減排方式，有助于推動我國“30?60”碳達峰、碳中和目標的實現，為維護全人類美好的生存環境創造有利的條件。北京新林環境科技有限公司所提出的污水處理廠碳減排方案，標志著污水處理廠朝著“零碳排放”的目標又邁出了一大步。