國家發展改革委聯合住房和城鄉建設部、生態環境部共同印發了《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》,該意見清晰且詳細地指明了推進污水處理減污降碳協同增效的具體要求和實施路徑。中央三大部委明確提出:
“要綜合考量地區經濟社會狀況、流域水環境容量、污水水質等多方面因素,因地制宜地制定污水排放地方標準。同時,要嚴格審批新增污水處理能力,推行‘一廠一策’的精準治理模式。”
生態環境部最新表態:盲目提標有悖于雙碳戰略
隨著“雙碳”戰略的深入實施,我國污水處理工作面臨著全新且更高的要求。早在2023年末,國家發改委、住建部、生態環境部發布的《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》,首次將“提標”與“雙碳”緊密關聯起來(2022年4月《深入打好城市黑臭水體治理攻堅戰實施方案》已首次明確提出“不應盲目新擴建污水處理廠”),這使得批判盲目提標的聲音愈發強烈。
相關業內人士指出,提高污水廠出水標準所帶來的水環境效益,很容易被工藝設備提標改造后增加的能耗、藥耗以及隨之產生的碳排放量所抵消。
污水廠若要實現高標準出水,必然需要對污水處理工藝進行提標改造。目前,大部分污水廠常用的方法是延長處理流程、增加深度處理環節,或者加大碳源和化學除磷藥劑的投加量。
這些方法雖然能夠降低水體黑臭風險和富營養化污染風險,但會導致成本和能耗增加、污泥處理量增多,進而產生更多的碳排放。
通過對1200多座污水廠的數據研究分析,也證實了這一結論。研究結果顯示:
“一座采用典型AAO工藝、日處理規模為10萬m3的污水處理廠,當出水標準分別執行地表準Ⅳ類、一級A及一級B時,單位污水處理所產生的碳排放總量(包括污泥處理產生的碳排放量)分別為1124、1038和947gCO?/m3。”
從這些數據可以明顯看出,當前盲目提高污水廠出水排放標準,尤其是達到地表IV類標準,與“節能降碳”目標存在顯著矛盾,與“雙碳”戰略背道而馳。當然,這也預示著,低能耗的脫氮技術(如短程硝化反硝化、厭氧氨氧化技術、自養反硝化等)有望成為未來污水處理的主流技術。
污水處理工作:既要水質好又要減排放,難上加難
談及盲目提標問題,污水處理行業內反對聲此起彼伏,既有一線從業者的直言批評,也有行業專家的理性分析。
如今,污水處理廠面臨著兩難困境:一方面是日益嚴格的出水標準要求,另一方面是對碳排放的嚴格管控。那么,在這種情況下,污水處理廠該如何找到出路呢?《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》給出了以下建議:
· 采用低能耗脫氮技術,降低溫室氣體排放
為確保污水出水達標,我們難以通過限制微生物活性來降低污水處理的直接碳排放量,但可以借助低能耗的脫氮技術(如短程硝化反硝化、厭氧氨氧化技術、自養反硝化等)來降低能耗,從而減少間接碳排放量。
有研究將厭氧氨氧化工藝作為中國2030年污水行業的碳減排模式,預測在該模式下,污水廠出水在達到地表Ⅳ類標準的同時,可實現能源自給,使中國市政污水行業的碳排放強度從0.92kgCO?e/m3降至0.2kgCO?e/m3,碳排放量降低約79%。
· 推進工藝智能優化控制,實現節能減排
運用智能控制技術對污水水量、水質等參數以及曝氣、加藥系統運行數據進行大數據分析,構建最優算法模型。根據進水水質和過程參數合理控制設備、設施的運行,在保證出水達標的前提下,實現供需平衡,有效降低藥品消耗和設備運行能耗。
以某處理規模為40萬m3/d的污水處理廠為例,通過智能曝氣技術,可使生物處理段電耗降低15%以上,年碳減排量約2013tCO?·eq;通過智能加藥技術,可使藥耗降低30% - 50%,年碳減排量達2293tCO?·eq。
· 加大污水能量回收,實現能源自給
污水中的熱能儲量遠高于化學能(有機物能量),實際可回收的熱能是化學能的9倍。據估算,城市污水中每克COD蘊含的能量約為13 - 14kJ,污水溫度每升高或降低5℃,產生的熱量約相當于322座大型發電廠的年發電量。
目前,國際上普遍采用且具有工程實踐應用的污水能源和資源回收方式主要有利用水源熱泵技術回收污水熱能、光伏發電以及厭氧消化產沼氣發電發熱。例如,通過污水源熱泵產生的冷、熱源,可為廠區直接提供制冷和供暖服務,多余的能量還可輸出給其他商業或民用用戶,以“碳交易”的方式實現“碳中和”。
降低出水標準 控制源頭污染 補齊管網短板
高標準的出水水質往往是以犧牲碳排放等環境綜合效益為代價的。相關研究表明,如果污水處理廠全面提標到準Ⅳ類,每年將新增能耗約20.1億kW·h,新增碳排放當量達191.77萬tCO?e。
由此可見,要降低環境綜合影響,適當降低污水廠出廠水水質標準是可行之策。降低出水水質標準,可減少污水廠的電耗,從而降低這部分電耗產生的間接碳排放量;同時,也可減輕污水廠的除磷壓力,減少藥耗投加量,進而降低間接碳排放量。
當然,作為目前碳排放最大的基礎公共設施之一,僅依靠降低出水標準來減少污水廠的碳排放量是遠遠不夠的。因此,此次發布的《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》除了提出因地制宜制定污水排放地方標準外,還著重強調了要控制源頭污染、補齊管網短板:
· 規范排水管理:加強對工業企業、園區和醫療機構排水的規范管理,嚴格限制污染物不能被城鎮污水處理廠有效處理或可能影響污水處理廠出水穩定達標的廢水進入市政污水收集處理系統。
編輯:徐冰冰
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