污水處理行業(yè)沒必要搞「碳中和」？這個誤解可能讓你損失上千萬
！

2022-10-27 11:35:56 admin

談到碳中和
、碳減排，很多人都覺得其是一件投資成本高且回報時間長的事情
。

就比如，有觀點認(rèn)為我國污水處理行業(yè)的碳排放量才占全社會總排放量的1%

，實施碳中和

、碳減排實在沒必要

，即不具有經(jīng)濟意義，又會帶來高投入和高成本

。

但事實并非如此

。

一方面，相比其他行業(yè)
，污水處理行業(yè)減碳效益更大
。

中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣說，“排水與污水處理行業(yè)碳排放量雖然占比小

，但依靠改變技術(shù)路線

、改變運行模式，輔以適當(dāng)?shù)牡吞几脑?div id="jfovm50" class="index-wrap">，即可減少碳排放

，相比其他行業(yè)，減碳效益更大

。”

另一方面

，污水行業(yè)搞“碳中和”轉(zhuǎn)型，不僅能省錢還能賺錢

。

施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)申紅鋒直言

，不應(yīng)把碳中和看作是一項挑戰(zhàn)，實際上它是一件雙向驅(qū)動的事情

，也蘊藏著更大的機遇

。

“短期來看，碳中和實踐會給企業(yè)帶來一定的成本壓力

，但從長遠(yuǎn)來看

，企業(yè)通過進行量化節(jié)能、精益改造將會帶來成本的節(jié)約

。”

？這個誤解可能讓你損失上千萬！" title="污水處理行業(yè)沒必要搞「碳中和」

？這個誤解可能讓你損失上千萬

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圖源/Aarhus Vand：Marselisborg污水廠

舉個例子——

丹麥的Marselisborg污水廠在碳中和升級中，通過采取了一系列優(yōu)化措施（投入300萬歐元

，10%由市政府資助）

，污水廠的年電耗共節(jié)省約100萬kWh，減幅達(dá)四分之一

，噸水電耗降至0.25kWh/m³

。

同時，Marselisborg污水廠通過能量回收的年產(chǎn)電量達(dá)480kWh。這就意味著除了足夠自用

，還多出53%賣給國家電網(wǎng)

，此外還有250kW的多余熱能直接用于地區(qū)供熱。

綜合計算下來

，Marselisborg污水廠每年通過節(jié)能降耗能省下20.6萬歐元
，通過賣余熱和余電能賺32.6萬歐元，再加上排污稅省下的8萬歐元

，七七八八算下來

，一年能省60多萬歐元，5年就能回本

，還有得賺

！

近些年來，隨著“雙碳”目標(biāo)的明確

，高耗能行業(yè)都在進行低碳轉(zhuǎn)型

，作為環(huán)境治理行業(yè)排頭兵的污水處理行業(yè)自然也不能例外。

如果你所在的污水處理廠正在進行或者計劃實施碳減排

，那么下面這4個「低碳運行策略」可能會幫助到你

。

污水處理系統(tǒng)中的節(jié)能降耗

節(jié)能降耗就是碳減排，多耗電就是多排碳

，多耗藥也是多排碳

。

由于能耗產(chǎn)生的CO2占據(jù)污水處理系統(tǒng)碳排放的主要部分，因此節(jié)能降耗會大幅度降低污水處理系統(tǒng)中的碳排放總體水平

。

污水處理系統(tǒng)消耗的能源通常包括電能

、熱能、藥劑等

，其中電耗約占60％～90％

。

污水處理系統(tǒng)的電耗主要集中用于污水污泥的提升、生物處理的供氧

、污泥的處理處置等方面

。另外，格柵

、沉砂池

、初沉池等處理單元也占據(jù)著相應(yīng)比例的能耗，污水處理系統(tǒng)中每個環(huán)節(jié)都要注重節(jié)能才能達(dá)到最優(yōu)

。

因此

，污水處理系統(tǒng)中的節(jié)能降耗可從以下幾個方面入手：

1、污水提升泵的節(jié)能

污水提升泵的電耗一般占總耗電量的15％～25％

，是污水處理廠節(jié)能降耗的重點

。其節(jié)能措施一般有如下5點：

1）合理布置各構(gòu)筑物和管渠的位置，減少管渠長度和局部阻力，充分利用地形

，通過降低提升高度來減小水泵揚程

；

2）選擇合適的水泵型號

，使其工況點在高效段內(nèi)運行

；

3）通過變頻調(diào)速技術(shù)控制電機轉(zhuǎn)速和污水流量，降低水泵揚程和電耗

；

4）如果采用離心式水泵

，其揚程、軸功率

、流量都與泵輪直徑比正相關(guān)

，可通過切削泵輪來降低設(shè)計揚程、泵軸功率和控制流量

，使水泵在最優(yōu)效率區(qū)運行

；

5）定期維護檢修水泵、采用新型節(jié)能泵

、合理調(diào)整運行參數(shù)和確定水泵運行方式

。

污水處理行業(yè)沒必要搞「碳中和」？這個誤解可能讓你損失上千萬<div id=

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？這個誤解可能讓你損失上千萬！" class="rich_pages wxw-img" crossorigin="anonymous" data-="" data-fail="0" data-galleryid="" data-index="5" data-origin-display="" data-ratio="0.30390625" data-type="gif" data-w="1280" src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/1ZynRZouJEpAaCBvibu0OkLpYdA5hHiciatdAYILuLLyVo4A1pftNEvJOxnRmzcyGP8ziav3iauupofRxDlS2DDdticQ/640?wx_fmt=png" style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; vertical-align: bottom; height: auto !important; display: initial; visibility: visible !important; width: 596px !important;" />水泵不同的運行方式的節(jié)能效果比較

、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能

1）選擇高效的鼓風(fēng)曝氣方式

在滿足污水處理需要的前提下降低風(fēng)量是鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)最顯著的節(jié)能降耗措施

，高效的鼓風(fēng)曝氣方式可提高充氧效率從而減少風(fēng)量。

鼓風(fēng)曝氣裝置主要有微孔氣泡

、中氣泡

、大氣泡、水力剪切和水力沖擊等幾種類型

。其中

，微孔曝氣方式氣泡小、氣液接觸面大

、氧利用率高

、可節(jié)省接近20％的曝氣能耗。

2）精確控制曝氣量

人工調(diào)節(jié)曝氣方式

，勞動強度高且精度不高

，曝氣不足會影響處理效果，曝氣過度又會浪費能耗

。

如果采用精確曝氣控制系統(tǒng)

，實現(xiàn)按需供氧，大約能節(jié)能10％。

精確曝氣控制系統(tǒng)根據(jù)溶解氧濃度自動調(diào)節(jié)供氧量

，同時檢測系統(tǒng)中的壓力變化并及時做出調(diào)整

。

3）合理的布置曝氣裝置

曝氣裝置安裝在水底時，池內(nèi)O2分散不均

，浪費能源和資源

。

研究表明，如果在池子進水處多布置曝氣器

，出口處少布置

，即在需氧量大的地方增大溶解氧濃度，需氧少的地方降低溶解氧濃度

，這樣可實現(xiàn)能源資源的合理利用從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的

。

全面曝氣可使整個曝氣池內(nèi)均勻產(chǎn)生小旋渦，并可將小氣泡吸至1/3～2/3深處

，氧的利用率比曝氣器單邊布置時要高

，因此全面曝氣利于節(jié)能降耗的實現(xiàn)。

、其他節(jié)能措施

格柵的能耗分布為：柵條對污水的攔截作用導(dǎo)致水頭損失

；機械粉碎處理柵渣時耗能。因此

，污水后續(xù)處理設(shè)備應(yīng)盡量布置在地勢相對較低的地方

，減少污水提升泵的使用而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

沉砂池的常用類型有平流式沉砂池

、旋流式沉砂池

、曝氣沉砂池等，而曝氣沉砂池中的曝氣系統(tǒng)能耗較高

，因此為降低能耗盡量采用平流式和旋流式沉砂池

。

初沉池的類型有平流沉淀池、豎流沉淀池和輻流沉淀池

，初沉池的能耗主要發(fā)生在排泥設(shè)備上

，可采用靜水壓力法降低其能耗。

藥劑利用方面

，要精確投加

，避免不必要的浪費，可通過優(yōu)化加藥除磷

、消毒

、污泥脫水等實現(xiàn)節(jié)能降耗。

進水有機物濃度低但氮磷處理要求較高時
，應(yīng)盡量減少預(yù)處理單元對有機物的去除率

，從而節(jié)省后續(xù)處理所需投加的碳源量

。

污泥脫水設(shè)備是否高效運行嚴(yán)重影響污泥處理系統(tǒng)的能耗水平，因此污泥產(chǎn)量及含水率等的計算要精確并合理確定脫水機的型號和臺數(shù)
，增強其運行效率

。

為提高污泥脫水性能而投加絮凝劑時，應(yīng)結(jié)合污泥性質(zhì)的變化通過實驗合理調(diào)整投加量

。

選擇合適的污水處理工藝及工藝優(yōu)化

選擇污水處理工藝時必須要做到因地制宜

，即適合的就是最好的。

在經(jīng)濟相對落后的地域

，可先采用強化一級污水處理工藝待條件相對成熟后再過渡二級處理

。當(dāng)然，土地資源相對豐富時也可選擇利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦巍?/span>

如洼地

、塘溝等作為污水處理的場地，優(yōu)先考慮采用人工濕地

、穩(wěn)定塘等生態(tài)處理工藝

，它們具有建設(shè)運行成本低、操作管理簡單

、能耗小等優(yōu)點

，還可形成獨特的生態(tài)景觀區(qū)從而將污水處理與改善生態(tài)環(huán)境結(jié)合起來。

在經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地域

，可以采用SBR

、氧化溝等主流污水處理工藝。污水處理要求較高時可以采用深度處理工藝

，減少對周圍生態(tài)環(huán)境的影響

，為實現(xiàn)污水的資源化利用做準(zhǔn)備。

厭氧生物處理時不需要供氧因而耗能少

，并且將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為CH4這一能源

，若回收利用不僅可減少CH4的排放，還能降低化石化石燃料的消耗從而減少碳排放

。

當(dāng)進水BOD濃度超過300mg/L時

，厭氧生物處理工藝更低碳，并且其碳減排效果隨著進水有機物濃度的增大而增強

。

除此之外

，厭氧生物處理工藝一般產(chǎn)生的污泥較少，更凸顯其在經(jīng)濟上和環(huán)保方面的優(yōu)越性

。由此可見

，條件適宜時采用厭氧生物處理工藝符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

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不同污水處理工藝的碳排放量

短程硝化反硝化

、同步硝化反硝化

、反硝化除磷等新工藝既提高了污染物的去除效率，還節(jié)省投資

、降低能耗

、減少碳排放。但由于缺乏實際運行經(jīng)驗

，因此需加大對這些工藝的研究力度

，使其真正地為節(jié)能減排服務(wù)。

選擇合適的污泥處理處置技術(shù)

不同污泥處理處置工藝的碳排放量和低碳化程度比較

，見下表

。

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不同污泥處理處置方式的碳排放量和低碳化程度比較

不難看出

，在各種污泥處理處置工藝中填埋的碳排放量最大

，填埋1t濕污泥（含水率為60％）要產(chǎn)生500kg左右的碳排放量；污泥厭氧消化+沼氣發(fā)電的低碳化程度最高
，其次是污泥余熱干化+焚燒
、余熱干化后混燒，這是因為這三種方式同時減少污泥填埋排放的CH4和化石燃料使用間接造成的碳排放

。

污泥量較大時
，適宜采用厭氧消化+沼氣發(fā)電的方式，其碳排放較少
，所產(chǎn)沼氣穩(wěn)定
、純度高、易收集
，便于凈化利用
，且污泥經(jīng)消化后脫水性能好。如果不適宜建設(shè)厭氧消化設(shè)施
，污泥經(jīng)過余熱干化后
，可在當(dāng)?shù)氐墓I(yè)窯爐混燒或焚燒發(fā)電，降低投資和運行費用的同時節(jié)省化石燃料而減少碳排放
。
污泥量很少時
，濕污泥可不經(jīng)過干化而直接混燒，節(jié)省基建投資和運行費用
。
當(dāng)上述條件不具備時
，可建設(shè)污泥焚燒爐
，采用污泥干化+焚燒發(fā)電的方式。

合理規(guī)劃污水收集輸送系統(tǒng)

如果把污水處理廠比作心臟的話

，那么污水收集輸送系統(tǒng)就是遍布全身的血管

。

然而，目前中小城鎮(zhèn)在建設(shè)污水處理系統(tǒng)時

，“重廠輕網(wǎng)”問題仍突出
，這就使得污水處理廠和污水管網(wǎng)不配套、污水收集不足
，污水處理系統(tǒng)不能充分發(fā)揮其減排效益
。

管網(wǎng)中沉積的污染物在氧氣不足的條件下會發(fā)生厭氧反應(yīng)產(chǎn)生CH4

，CH4量隨著水力停留時間的延長及管道管徑

、截面積比的增大而增大

。

因此

，需要完善污水收集輸送系統(tǒng)，提高施工質(zhì)量
，加強管道的維護
、清理
，防止破漏
，減少污染物在污水管網(wǎng)中的沉積，會在一定程度上減少碳排放

，進而促進污水處理系統(tǒng)的低碳運行

。

污水管網(wǎng)越長，收集輸送消耗的能源越多

，間接排放的CO2就越多

。為減少這部分碳排放，需要適當(dāng)改變傳統(tǒng)觀念：

污水分布零散的地區(qū)
，污水可就近分散收集
、處理、回收利用
，即采用分散的污水系統(tǒng)
；
污水比較集中的地區(qū)則可根據(jù)具體情況選擇集中處理或是將集中處理和分散處理相結(jié)合；
在城鎮(zhèn)的近郊地區(qū)可采用就近分散收集
、處理和回收利用的方式
，從而降低污水在收集輸送過程中的碳排放；
在新建城區(qū)排水系統(tǒng)首選雨污分流制
；
對于已形成合流制系統(tǒng)的地區(qū)應(yīng)據(jù)其未來的發(fā)展規(guī)劃選擇改造為截流式合流制或分流制
；
規(guī)劃要建和己建有污水處理廠的小城鎮(zhèn)可視當(dāng)?shù)貙嶋H情況選擇采用完全分流制、不完全分流制或截流式合流制
；
對于現(xiàn)有污水處理廠生產(chǎn)負(fù)荷率偏低的地區(qū)
，要加快配套管網(wǎng)的建設(shè)
，切實做到“管網(wǎng)先行、廠網(wǎng)配套
。”