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如何構建低碳時代污水處理(lǐ)新(xīn)格局?
發布時間:2021-07-16 14:57:06 | 浏覽次數:

上世紀末起,受氣候變化、性能(néng)源危機與資源匮乏影響,迫使人們不得不尋求可(kě)持續發展之路。進入二十一世紀二十年代之際,在後疫情時代,低碳發展課題被迅速放大。2020年12月12日,我國(guó)在氣候雄心峰會上承諾到2030年,中(zhōng)國(guó)單位國(guó)内生産(chǎn)總值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,實現“碳達峰”,努力争取2060年前實現“碳中(zhōng)和”。于是,一時間“碳達峰”、“碳中(zhōng)和”驟然走熱,低碳發展、低碳社會昭然而為(wèi)這個時代的主旋律和熱點。

我國(guó)自污染防治攻堅戰以來,污水處理(lǐ)建設迅猛發展,遍地開花(huā)且投資力度逐年加大,到2020年,全國(guó)城市污水處理(lǐ)率達到95%(“十三五”規劃目标),農村污水處理(lǐ)率達到25.5%(2021年全國(guó)生态環境保護大會透露)。逐漸完備的、龐大的污水處理(lǐ)行業在低碳時代的挑戰在哪裏?機遇幾何?這已是這個行業進入2021年的一個重大課題。

污水處理(lǐ)被認為(wèi)是一個高耗能(néng)行業,傳統污水處理(lǐ)實際上是停留時間、處理(lǐ)空間、投入能(néng)源、物(wù)耗資源四個維度上的調整與組合,甚至可(kě)以說高标準的出水水質(zhì),是以能(néng)耗、物(wù)耗的形式實施的污染形态轉移來實現的,有(yǒu)人認為(wèi):碧水的同時未必是藍天,耗能(néng)導緻的水污染物(wù)轉為(wèi)CO2、CH4、N2O、NH3、H2S等溫室氣體(tǐ),特别是對污水處理(lǐ)标準一再提高,能(néng)耗越來越高,這樣的轉換也越來突出(目前針對污水廠的提标升級方案目前主要包括:針對現有(yǒu)工(gōng)藝的優化;增加投藥,如增加化學(xué)除磷和外加碳源;增加後續物(wù)化處理(lǐ)單元如高效沉澱和砂濾池、增加生化單元如後置反硝化濾池及膜工(gōng)藝,但優質(zhì)的出水帶來的是更多(duō)的能(néng)耗和物(wù)耗)。據數據顯示,污水處理(lǐ)等水處理(lǐ)行業碳排放量大約占碳排放量2%左右。美國(guó)2017年能(néng)源消耗量中(zhōng)約2% 用(yòng)于飲用(yòng)水和污水處理(lǐ)系統,産(chǎn)生約4100萬噸溫室氣體(tǐ)。

我國(guó)污水處理(lǐ)行業在許多(duō)地方存在其建設先天不足,其發展後天失調。以快速地大幅提高污水處理(lǐ)率,補環境基礎設施短闆為(wèi)責任導向的污水處理(lǐ)建設模式,面臨了規劃的盲目性、技(jì )術的混雜性、管網的滞後性諸多(duō)問題,以污染物(wù)總量減排、流域水環境質(zhì)量達标為(wèi)目标導向的污水處理(lǐ)運行模式,又(yòu)面臨着水質(zhì)提标、進水濃度偏低、污水溢流、污泥無出路等問題。目前,如何消化這些先天不足與後天失調,符合各類環保督察要求,已讓各地污水處理(lǐ)廠殚精(jīng)竭力,在這樣的基礎上,在這樣的時間節點上,我們又(yòu)迎來了低碳旋風,進入了低碳綠色發展時代。無論是站位或跟風綠色低碳發展的外力,還是節能(néng)降耗提升企業核心競争力的内需,污水處理(lǐ)行業的新(xīn)格局調整已不可(kě)回避。

什麽是污水處理(lǐ)新(xīn)格局?在攻占山(shān)頭之後,我們回到原來的問題,我們處理(lǐ)的對象是什麽?污水是一個污染物(wù),我們就轉化它,讓它達标。污水是一個範疇,我們就将其放入水平衡系統,讓水環境與水生态、水資源協調。污水是一個載體(tǐ),我們就需要将污水處理(lǐ)廠逐漸演變為(wèi)“營養物(wù)Nutrient工(gōng)廠”、“能(néng)源Energy工(gōng)廠”、“再生水Water廠”(即,荷蘭提出的污水處理(lǐ)NEWs概念)。這三個過程,我們可(kě)以将其分(fēn)别視為(wèi)污水處理(lǐ)的1.0、2.0、3.0版本(為(wèi)比較表述,非定義),我們剛完成了1.0,正在2.0中(zhōng)探索時,就要面向或升入3.0,這就是我們面臨的污水處理(lǐ)新(xīn)格局。

從可(kě)持續性發展的角度而言,污水處理(lǐ)的目标不僅僅是緩解水污染問題,而應該是多(duō)目标綜合考慮,可(kě)持續地利用(yòng)或回收能(néng)源和資源,以此立足,方可(kě)實現環境社會的可(kě)持續性與污水處理(lǐ)企業的可(kě)持續性。污水處理(lǐ)既是重要的公(gōng)共事業,又(yòu)是一個被政策驅動的行業,誰提早開啓低碳變革,誰将赢得更大的主動權和更廣闊的發展空間。

 

幸福的模樣?

污水處理(lǐ)3.0的幸福模樣:内外兼修,讨好了社會的面子,做足了企業的裏子。

城市污水處理(lǐ)技(jì )術的研究與應用(yòng)經曆了100 多(duō)年的發展曆程,逐漸形成了一級處理(lǐ)、二級處理(lǐ)和深度處理(lǐ)等處理(lǐ)模式,發展了多(duō)種物(wù)理(lǐ)、物(wù)化和生物(wù)等處理(lǐ)技(jì )術。物(wù)化+生物(wù)的二級處理(lǐ)是城市污水處理(lǐ)廠通行的處理(lǐ)模式,而生物(wù)處理(lǐ)技(jì )術是國(guó)内外普遍采用(yòng)的城市污水處理(lǐ)方法。

在活性污泥法誕生100年後,人們開始重新(xīn)總結與回顧污水處理(lǐ)技(jì )術的發展方向曆程,從節能(néng)降耗角度審視污水處理(lǐ)過程的高能(néng)耗,從物(wù)質(zhì)的角度審視污水處理(lǐ)的高“碳足迹”,這是至今以常規活性污泥工(gōng)藝為(wèi)主流的污水處理(lǐ)技(jì )術缺欠,于是,一些耦合資源和能(néng)源回收的概念路線(xiàn)不斷湧現。目前世界範圍内,對“污水”的認知已經從“廢物(wù)處理(lǐ)”對象轉向“資源及能(néng)源回收”的載體(tǐ),基于資源回收、能(néng)源開發與利用(yòng)與碳平衡理(lǐ)念的未來污水處理(lǐ)廠在一些發達國(guó)家、世界範圍内的環境公(gōng)司已經開始實踐。奧地利斯特拉斯(Strass)污水處理(lǐ)廠以主流傳統工(gōng)藝(AB法)與側流現代工(gōng)藝(厭氧氨氧化)相結合方式實現剩餘污泥産(chǎn)量大化,早在2005年通過厭氧消化産(chǎn)甲烷并熱電(diàn)聯産(chǎn)實現了能(néng)源自給率,達到碳中(zhōng)和運行目标。目前,該廠利用(yòng)剩餘污泥與廠外廚餘垃圾厭氧共消化,使得能(néng)源自給率高達200%,不僅實現能(néng)源自給自足,而且還有(yǒu)一半所産(chǎn)生的能(néng)量可(kě)以向廠外供應,已成為(wèi)名(míng)副其實的“能(néng)源工(gōng)廠”。作(zuò)為(wèi)美國(guó)碳中(zhōng)和運行的榜樣,Sheboygan污水處理(lǐ)廠通過開源與節流并舉的技(jì )術措施不僅向美國(guó)而且也向世界展示了其污水處理(lǐ)能(néng)耗基本可(kě)以實現自給自足。2013年,該廠已實現了産(chǎn)電(diàn)量與耗電(diàn)量比值達90%——115%、産(chǎn)熱量與耗熱量比值達85%——90%的佳績,基本實現了碳中(zhōng)和運行目标。2020年4月動工(gōng)的江蘇宜興城市水資源概念廠正在探索中(zhōng)國(guó)的污水處理(lǐ)新(xīn)概念,除了污染物(wù)削減基本功能(néng),還具(jù)有(yǒu)城市能(néng)源工(gōng)廠、水源工(gōng)廠、肥料工(gōng)廠等新(xīn)功能(néng),基于碳中(zhōng)和的新(xīn)型環境基礎設施。


在此基礎上,許多(duō)國(guó)家制定了應對氣候變化的污水廠能(néng)耗自給或碳中(zhōng)和技(jì )術路線(xiàn)。美國(guó)水環境研究基金(WERF)提出 “Carbon-free Water”,更是制定出至2030年所有(yǒu)污水處理(lǐ)廠均要實現碳中(zhōng)和運行的目标。荷蘭制定了2030年NEWs技(jì )術路線(xiàn)圖。新(xīn)加坡提出了從Brownfield(棕色水廠)到Greenfield(綠色水廠)的時間表與路線(xiàn)圖。日本有(yǒu)關部門發布“Sewerage Vision 2100”,指出到本世紀末将完全實現污水處理(lǐ)能(néng)源自給自足。中(zhōng)國(guó)提出的2030年碳達峰,2060年碳中(zhōng)和,這對于污水處理(lǐ)行業也是一個時間表。


華麗的轉身?

對于2030碳達峰和2060年碳中(zhōng)和的國(guó)家目标,污水處理(lǐ)行業如何認識?

誤區(qū)一:2030年碳達峰,現在污水處理(lǐ)碳排放仍有(yǒu)空間。
2030年碳達峰是針對國(guó)家宏觀經濟社會發展戰略而言的,材料、能(néng)源等經濟、社會的基礎需求在未來十年仍是剛需在此基礎上以控制碳排放強度為(wèi)主,控制碳排放總量為(wèi)輔。就污水處理(lǐ)企業而言,在污水處理(lǐ)規模與設計規模确定的基礎上,應确定現有(yǒu)GHG排放情況為(wèi)基準的峰值控制原則,任何的技(jì )術改造、升級都應以此為(wèi)基準,實施碳減排,直至終的碳中(zhōng)和。就污水處理(lǐ)系統而言,筆(bǐ)者認為(wèi),碳達峰的意義應該是兩個方面的:一是“應收盡收,應處盡處”将污水收集率與處理(lǐ)率達到城市或區(qū)域的大化;二是完善收集系統,不斷提高污水收集質(zhì)量,不滲不漏,其污水處理(lǐ)廠的進水濃度“達峰”。

誤區(qū)二:污水處理(lǐ)過程能(néng)源的“自給自足”加“中(zhōng)水回用(yòng)“— “淨—零”就是碳中(zhōng)和。

能(néng)耗自給是狹義的碳中(zhōng)和,不是真正意義上的碳中(zhōng)和。污水處理(lǐ)系統碳中(zhōng)和,應與其建設和運營過程中(zhōng)材料與設備的加工(gōng)、污水處理(lǐ)中(zhōng)能(néng)耗與物(wù)耗、污泥處置中(zhōng)運輸與利用(yòng)等全生命周期排放等因素都有(yǒu)關,不是指狹義的能(néng)量平衡或自給。能(néng)量隻是碳排放的一個方面而已,污水處理(lǐ)的碳排放平衡一定要考慮甲烷、氮氧化物(wù)等GHG的溢出。

誤區(qū)三:碳中(zhōng)和及碳達峰是理(lǐ)念重視問題,不是技(jì )術問題

雖然1997年《京都議定書》列出了有(yǒu)助于減少溫室氣體(tǐ)排放的政策或做法。然而,迄今為(wèi)止,我們對變暖所涉因素的理(lǐ)解非常有(yǒu)限。這是一個非常複雜的領域,必須考慮到各種溫室氣體(tǐ)來源以及自然波動。雖然上普遍不認為(wèi)城市廢水處理(lǐ)中(zhōng)的碳排放不被認為(wèi)是造成變暖的溫室氣體(tǐ)的一部分(fēn)。這種碳代表近固定C的分(fēn)解,被認為(wèi)是生物(wù)或快速碳循環的一部分(fēn),然而污水處理(lǐ)過程中(zhōng)的CH4或N2O和污泥處理(lǐ)需要在計算中(zhōng)加以考慮。然而,如何根據不同的條件确定不同處理(lǐ)工(gōng)藝的GHG和LCA取值,至今仍然存在較大的争議。污水處理(lǐ)廠污染物(wù)去除協同控制溫室氣體(tǐ)核算的标準體(tǐ)系沒有(yǒu)形成,例如,對于污泥填埋、堆肥、焚燒等工(gōng)藝,不同國(guó)家甚至得出結果大相徑庭的不同結果,此外,有(yǒu)機質(zhì)協同消化、協同焚燒等工(gōng)藝測算值由于地域性和工(gōng)藝差别很(hěn)大,導緻難以确定污水、污泥處理(lǐ)工(gōng)藝的指導性原則。

誤區(qū)四:碳中(zhōng)和是政策導向,不是經濟導向

環境問題既是國(guó)家大政,也應該以技(jì )術經濟為(wèi)基礎和導向腳踏實地的推進。治大國(guó)如烹小(xiǎo)鮮,依靠口号和“彎道超車(chē)“的投機意識,難免會像之前的光伏、碳交易市場一樣,看着熱鬧,冷暖自知。鑒于碳中(zhōng)和度量和檢查難度很(hěn)大,靠層層任務(wù)分(fēn)解和監督檢查很(hěn)難解決問題。

污水處理(lǐ)廠(WWTPs)實現碳中(zhōng)和華麗轉身的三個維度:

能(néng)量維度。許多(duō)研究與工(gōng)程試驗已被用(yòng)于探知從污水中(zhōng)回收能(néng)源,以滿足污水處理(lǐ)運行現場能(néng)量自給自足的可(kě)行性。一方面支出小(xiǎo)化,使用(yòng)清潔能(néng)源并在污水處理(lǐ)進行中(zhōng)摸索低能(néng)耗方案;二方面收入大化,污水中(zhōng)所蘊含的如此巨大的能(néng)量,捕獲污水中(zhōng)所蘊含的有(yǒu)機化學(xué)能(néng)、熱能(néng)就地轉換為(wèi)電(diàn)能(néng),歐美等國(guó)家一些實施碳中(zhōng)和運行目标的污水處理(lǐ)廠也大都以剩餘污泥厭氧消化轉化能(néng)源為(wèi)主要手段。理(lǐ)論上可(kě)以實現能(néng)耗的完全自給甚至可(kě)以變成能(néng)量輸出廠,有(yǒu)充分(fēn)的理(lǐ)論與實踐依據表明,未來污水處理(lǐ)廠不是能(néng)源的消耗者而應該成為(wèi)能(néng)源供應方。這些舉措支持了減少污水處理(lǐ)廠全生命周期溫室氣體(tǐ)GHG排放的相關目标。

資源回收維度。從污水中(zhōng)回收資源具(jù)有(yǒu)寬廣的範圍,污水處理(lǐ)大的資源回收是中(zhōng)水回用(yòng)與再生水利用(yòng),如新(xīn)加坡的NEWATER項目,再生水用(yòng)途一般為(wèi)非飲用(yòng)目的,如用(yòng)作(zuò)工(gōng)業冷卻、園林綠化灌溉、景觀用(yòng)水等,當然亦有(yǒu)補充地下水,作(zuò)為(wèi)間接飲用(yòng)水用(yòng)途,根據國(guó)内通過評價大連某污水廠生命周期環境過程的研究,表明當出水回用(yòng)率達到 70%時,回用(yòng)水通過抵消自來水生産(chǎn)獲得的環境效益可(kě)以抵消新(xīn)增深度處理(lǐ)設施帶來的環境影響,從而對原有(yǒu)二級處理(lǐ)工(gōng)藝 LCA 環境影響進行減量。

另一個在歐美廣受重視,而被我們忽視的污水資源回收問題是對磷這一不可(kě)再生資源回收。盡管目前有(yǒu)關污水處理(lǐ)磷回收的研究很(hěn)多(duō),就目前的鳥糞石工(gōng)藝從污泥中(zhōng)回收磷與磷礦開發利用(yòng)之間進行經濟效益比較是不合理(lǐ)的,也許正是這個原因,目前沒有(yǒu)将磷回收納入污水處理(lǐ)廠LCA 評價體(tǐ)系之中(zhōng),它在污水處理(lǐ)環境綜合影響方面的減量作(zuò)用(yòng)也未能(néng)體(tǐ)現。當然,從資源的角度優化原料投入環節也十分(fēn)重要,污水處理(lǐ)本質(zhì)是通過生化反應來去除水中(zhōng)污染物(wù),在處理(lǐ)環節需要投加碳源和多(duō)種化學(xué)藥劑,這些原材料在生産(chǎn)和運輸過程中(zhōng)消耗能(néng)源,在投加過程中(zhōng)也消耗一定能(néng)源,因此,優化投料環節,有(yǒu)助于節能(néng)降耗減少碳排放。

碳平衡維度。污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和運行中(zhōng),剩餘污泥是重要的能(néng)源化、資源化載體(tǐ)物(wù)質(zhì),需要從污水系統碳平衡的維度,以增量方式去獲得,需要改變污泥減量化的現行觀念,以碳中(zhōng)和運行為(wèi)目标的污泥增量近年來已在上悄然興起。為(wèi)此,以城市碳平衡系統來考慮,通過COD内源截留與外源挖潛方式大限度地去實現“污泥增量”。“污泥增量”的兩個途徑:一是内源途徑,提高污水處理(lǐ)廠進水COD負荷,通過完備、完善的管網系統收集污水,大限度避免污水碳源流失,減少甚至無需補充反硝化的外加碳源,實現處理(lǐ)過程中(zhōng)的碳平衡。二是外源途徑,在生活污水收集時,在保障系統安(ān)全的條件下,可(kě)考慮食品、屠宰等高碳類生産(chǎn)廢水接入;在後端的污泥厭氧消化時,可(kě)混入餐廚垃圾、果蔬垃圾、園林殘枝等有(yǒu)機廢物(wù)實施後端厭氧共消化技(jì )術。

康莊的大道?

這是康莊大道,還是一次漫長(cháng)的告别?

面對低碳時代污水處理(lǐ)向着資源、能(néng)源回收與碳中(zhōng)和轉變的大趨勢,先天不足與後天失調的我國(guó)污水處理(lǐ)事業顯然又(yòu)走到了一個新(xīn)的十字路口。這就面臨着新(xīn)理(lǐ)念下的管理(lǐ)、技(jì )術、運行走向問題。

當今中(zhōng)國(guó)經濟有(yǒu)一個顯著特征,風口經濟。以風投的心态投入搶風頭的戰鬥,業内有(yǒu)一句話:風來了豬都能(néng)飛上天。但風停了摔死的都是豬。


污水處理(lǐ)3.0不是推倒重來,而是循序漸進。對于已運行污水處理(lǐ)廠,當務(wù)之急是先要讓既有(yǒu)污水處理(lǐ)設施運行達到它們設計之初的既定目标,打好基礎、練好内功、不斷改善。對于這些仍在規劃中(zhōng)的污水處理(lǐ)廠建設,應在既有(yǒu)污水處理(lǐ)廠業已取得實際效果并積累了大量運行經驗的前提下,可(kě)因地制宜地考慮實施資源/能(néng)源回收工(gōng)藝,有(yǒu)條件的可(kě)一步到位實施污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和工(gōng)藝并運行。

如何對接碳中(zhōng)和的污水處理(lǐ)3.0?上帝的歸上帝,凱撒的歸凱撒。政府與企業都要就污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和做好各自相應的工(gōng)作(zuò),确定邊界并協同推進。目前可(kě)以起步的工(gōng)作(zuò):


重新(xīn)定義基于流域系統的水環境目标:

應該進一步反思此前基于污染源控制的水環境保護策略,近年來,各地政府一而再,再而三地把目标盯在污水處理(lǐ)廠,希望用(yòng)不斷提高的污水處理(lǐ)标準來實現水環境目标,甚至一些地方在環評中(zhōng)将污水處理(lǐ)标準定在地表水三類水質(zhì)标準。已有(yǒu)的LCA研究表明,越高的污水排放标準,具(jù)有(yǒu)越大的生态環境負效應,實現碳中(zhōng)和的目标越難。流域水環境保護目标的實現需要就流域系統考慮,既要做污染負荷的減量,又(yòu)要做生态容量的增量。污水排放标準的制定與修訂要考慮碳源轉向能(néng)源化、資源化途徑後對後續脫氮工(gōng)藝的影響,高排放标準與碳中(zhōng)和運行的實現目标矛盾,“魚和熊掌不可(kě)兼得”,不實事求是地定義污水處理(lǐ)标準,中(zhōng)國(guó)污水處理(lǐ)實現碳中(zhōng)和很(hěn)難。應該把投資和管控重點放到通過海綿城市實現源頭減污,通過CSO進行初雨調蓄,通過管網改造、雨污分(fēn)流實現應收盡收等曆史遺留問題的解決上。

提高污水進水有(yǒu)機負荷。對于我國(guó)污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和而言,要做好的一個重要基礎工(gōng)作(zuò)就管網系統完善,通過甲烷(CH4)熱電(diàn)聯産(chǎn)(CHP)可(kě)以獲得一定量有(yǒu)機物(wù)能(néng)源,這是污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和的一個重點,污泥厭氧消化獲取的有(yǒu)機能(néng)量與進水有(yǒu)機物(wù)負荷有(yǒu)關,但不幸的是,我國(guó)市政污水碳源普遍低下,能(néng)量衡算表明,進水COD為(wèi)400mg/L,在完成脫氮除磷碳源使用(yòng)後産(chǎn)生的剩餘污泥,經厭氧消化+熱電(diàn)聯産(chǎn)多(duō)也隻能(néng)産(chǎn)生0.20kW·h/m3電(diàn)當量。若污水處理(lǐ)能(néng)耗為(wèi)0.40kW·h/m3,這意味着距碳中(zhōng)和目标還有(yǒu)50%能(néng)量赤字,隻有(yǒu)當進水COD為(wèi)800mg/L時方能(néng)勉強滿足0.40kW·h/m3碳中(zhōng)和需要。目前,我國(guó)大多(duō)數污水處理(lǐ)廠進水COD為(wèi)200—300mg/L,須進一步完善管網建設,改造升級管網運營管理(lǐ)模式,加強漏損點勘測、整治和潛在漏損風險的預防,提高進水COD濃度,提供有(yǒu)效碳源,作(zuò)為(wèi)污水碳中(zhōng)和的基礎工(gōng)作(zuò)。

改變污水廠的考核标準和模式:

正如張悅司長(cháng)多(duō)次強調,我國(guó)的水污染問題在水裏,根子在岸上。造成我國(guó)水環境污染的主要原因之一在于雨污混接,雨季溢流。鑒于我國(guó)污水廠進水濃度普遍偏低,如果進一步提升不僅将涉及現行化糞池設計規範的修改,還需要對管網、CSO等設施進行大量的投資,遠(yuǎn)水難解近渴的情況下,建議适時修訂《城鎮污水處理(lǐ)廠污染物(wù)排放标準》,将城鎮污水處理(lǐ)廠出水考核合格率與“削減污染物(wù)總量“相結合,鼓勵污水廠以生态環境優先,充分(fēn)利用(yòng)其污染物(wù)設計負荷餘量,處理(lǐ)雨季的溢流污水。對超負荷運行的污水廠設置合格率考核,而非現行的超标處罰原則。在污水付費體(tǐ)制上,探索按照污染物(wù)削減總量付費的模式,并将全過程碳減排納入考核指标。

精(jīng)細化污水處理(lǐ)管理(lǐ),充分(fēn)挖掘和利用(yòng)污水熱能(néng):

因地制宜積極采取各種措施對污水處理(lǐ)廠進行精(jīng)細化管理(lǐ),實現能(néng)耗、物(wù)耗節流,這也是綠色低碳發展的重要組成部分(fēn)。一方面是不斷優化運行參數,優化設備、設施運行狀态,同時建立基于DO反饋的精(jīng)确曝氣控制(雖然不同處理(lǐ)工(gōng)藝能(néng)耗不同,但曝氣系統總體(tǐ)能(néng)耗占比大,因此,污水處理(lǐ)廠節能(néng)降耗關鍵點在升級改造曝氣系統。),在保證出水達标的前提下,按需提供微生物(wù)所需的溶解氧,達到供需平衡,避免曝氣能(néng)耗的浪費。另一方面,在保證出水水質(zhì)達标的前題下,政府管理(lǐ)部門應該充許運行企業自主調整運行流程、運行參數,不要一味生硬地按照環評的工(gōng)藝流程和運行過程參數來督察與考核,避免污水處理(lǐ)系統不必要的能(néng)耗與物(wù)耗浪費。

鼓勵污水廠充分(fēn)利用(yòng)太陽能(néng)、水源熱泵等技(jì )術,減少電(diàn)能(néng)的消耗,實現能(néng)源自給。研究表明,水源熱泵能(néng)有(yǒu)效地将污水中(zhōng)的熱能(néng)轉化為(wèi)污水處理(lǐ)廠和鄰近建築物(wù)的熱能(néng),當1m3的出水冷卻1℃時,可(kě)提供0.26kWh/m3℃的淨電(diàn)當量。

分(fēn)層次開展LCA評價:

目前,針對污水處理(lǐ)系統的評價是以住房建設部門、環境保護部門對污水處理(lǐ)工(gōng)作(zuò)考核為(wèi)核心的評估,重點僅在污水處理(lǐ)過程中(zhōng)的環境績效、運行規範等污水處理(lǐ)的單因素評價。但随着對污水處理(lǐ)與社會可(kě)持續性的考量,需就污水處理(lǐ)進行多(duō)角度、全方位的綜合考慮,對污水處理(lǐ)系統的可(kě)持續發展性進行更加全面的評價是污水處理(lǐ)行業評價的升級。基于 LCA 的綜合評價方法,是一種上普遍認同的、用(yòng)于評價産(chǎn)品或服務(wù)相關的環境因素及其整個生命周期環境影響的工(gōng)具(jù)。生命周期評價通過綜合污水處理(lǐ)系統中(zhōng)的物(wù)耗、能(néng)耗、污染物(wù)排放等因素,将結果統一量化為(wèi)資源消耗、環境變化、毒性等影響指标,也可(kě)進行加權得到綜合指标。由于生命周期評價考慮的是污水處理(lǐ)系統的整個生命周期,不僅僅局限于某個階段,故能(néng)夠全面的評價該系統的總環境影響、社會可(kě)持續性、企業可(kě)持續性,有(yǒu)利于實現污水處理(lǐ)的系統管理(lǐ)。在污水處理(lǐ)系統開展LCA評價,我國(guó)已有(yǒu)許多(duō)研究與案例,面對低碳時代要求,需進行相應的評價标準、基準、方法規範,由學(xué)術範疇走向行政管理(lǐ)與行業自審制度設置。就污水處理(lǐ)系統而言,需分(fēn)層次、以不同的邊界開展LCA評價:一是污水處理(lǐ)廠(WWTPs)邊界,在污水處理(lǐ)企業建立評價清單,确定評價指數,定期開展LCA評價,以此評價作(zuò)為(wèi)政府、利益相關方對污水處理(lǐ)行業考核的依據,環境績效考核不僅是污水達标情況,還需考核溫室氣體(tǐ)GHG排放;二是擴大污水處理(lǐ) LCA 分(fēn)析的系統邊界,不再僅僅局限于污水處理(lǐ)廠,而是包括了整個城市水/廢水系統,即從污水處理(lǐ)規劃、建設,污水收集、管網、處理(lǐ)、回用(yòng)、排放等全過程建立LCA評價體(tǐ)系,作(zuò)為(wèi)上級政府與部門對下級城市政府污水處理(lǐ)系統考核與評價的依據。LCA 評價可(kě)以更加客觀揭示污水處理(lǐ)的“大氣-水-土地”相互聯動的生态事實,綜合考慮污水廠生産(chǎn)過程中(zhōng)二氧化碳、一氧化二氮、甲烷等溫室氣體(tǐ)的排放核算,将傳統污水處理(lǐ)為(wèi)“污染轉嫁”過程的問題定量展現,避免一味靠“提标”,為(wèi)僅達到單一改善水環境的目而轉移生态環境問題,從而選擇綜合方案來實現小(xiǎo)化總生态環境影響,如在磷回收決策上,是否進行磷回收?是單獨從濕污泥中(zhōng)以鳥糞石工(gōng)藝回收,還是讓污泥焚燒,從焚燒的幹灰中(zhōng)回收?都應放在LCA的層面,尋找優決策。

建立污水處理(lǐ)GHG清單:

對于污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和工(gōng)作(zuò),有(yǒu)一項基礎的工(gōng)作(zuò)就是建立污水處理(lǐ)企業GHG清單。就污水和污泥處理(lǐ)(包括運輸過程)過程中(zhōng)的直接排放,如出水中(zhōng)的污染物(wù),CO2,CH4,NOx,SO2 等;以及投入的能(néng)源和物(wù)料(包括建設過程)在其生産(chǎn)過程中(zhōng)所造成的間接環境排放建立污水處理(lǐ)企業GHG清單,初始清單作(zuò)為(wèi)碳中(zhōng)和的初始情景或基線(xiàn)。2006 年 IPCC 發布了《2006 國(guó)家溫室氣體(tǐ)清單指南》,可(kě)按照其中(zhōng)的方法學(xué),就GHG排放清單的項目與因子基于活動數據和排放系數來進行計算,因此也稱為(wèi)排放系數法。如果是依據國(guó)家統計資料制定排放清單的話,則采用(yòng)“自上而下”的方法;如以技(jì )術流程為(wèi)基礎,需對污水處理(lǐ)GHG排放的工(gōng)藝特征、規模特征和區(qū)域特點進行細化評估,需區(qū)别“生源碳“與”化石碳“核算,可(kě)“自下而上”核算評估。

探索污泥共消化:

污泥共消化發揮了基質(zhì)間的協同作(zuò)用(yòng),提高了底物(wù)的降解速率和降解程度,使能(néng)源轉化效率顯著提高。如果有(yǒu)條件可(kě)将廚餘垃圾、綠化草(cǎo)木(mù)殘體(tǐ)、果蔬垃圾等有(yǒu)機廢棄物(wù)與剩餘污泥一并共消化,這不僅是污水處理(lǐ)碳中(zhōng)和的途徑,而且也為(wèi)綜合處置城市市政有(yǒu)機固體(tǐ)廢棄物(wù)開辟一條可(kě)持續發展之路。建議盡快建立污水處理(lǐ)廠污染物(wù)去除協同控制溫室氣體(tǐ)核算的标準體(tǐ)系。


政策引導,鼓勵資源型、能(néng)源型污水廠的建設:

由于低碳污水廠技(jì )術風險大、投資成本高,建議從國(guó)家層面制定污水處理(lǐ)廠碳減排補償和能(néng)源工(gōng)廠補貼機制,通過政策加經濟的手段,引導和推動更多(duō)有(yǒu)創新(xīn)性的企業加入到碳中(zhōng)和污水廠的建設和運營中(zhōng)來;

改變污水成本定價監審辦(bàn)法和增值稅管理(lǐ)辦(bàn)法,将節能(néng)降耗增加的成本納入監審成本,由此産(chǎn)生的利潤全額獎勵給污水廠;

同時,進一步降低污水回用(yòng)的門檻,通過水資源配給機制和回用(yòng)水收費機制彌補水資源的不足;
加大碳交易機構的建設和标準建設,鼓勵通過GHG減排交易實現産(chǎn)業投入的回報機制。

通過綠色信貸、綠色債券、綠色股票指數和相關産(chǎn)品、綠色發展基金、綠色保險、碳金融等金融工(gōng)具(jù)和相關政策支持綠色污水廠轉型。

綜上所述,污水處理(lǐ)行業實現碳中(zhōng)和是一項長(cháng)期的系統性工(gōng)程。就系統而言,需要政府相關部門和企業全面升級管理(lǐ)運營思想與模式,需要從多(duō)維度與多(duō)層次進行頂層規劃、系統設計和統籌安(ān)排。這不單是整個行業技(jì )術和理(lǐ)念的更新(xīn),而且是整個城市物(wù)質(zhì)流認知的革命。

這将是一個漫長(cháng)和曲折的過程。但讓人欣慰的是,集結号已經吹起,我們有(yǒu)理(lǐ)由相信,政策驅動的制度優勢将再現神績,中(zhōng)國(guó)污水處理(lǐ)行業将很(hěn)快為(wèi)碳中(zhōng)和戰略做出積極貢獻。

安(ān)徽卧龍泵閥股份有(yǒu)限公(gōng)司生産(chǎn)的耐腐蝕磁力泵、離心泵、自吸泵,耐腐耐磨砂漿泵在污水處理(lǐ)行業尤其工(gōng)業污水、廢水零排等污水處理(lǐ)中(zhōng)使用(yòng)頗廣,助力低碳發展,環保地球。

 
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