張辰：排水系統(tǒng)具有廣闊減碳空間

時(shí)間：2010-09-26 09:17

來源：中國(guó)水網(wǎng)

作者：劉永麗

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的研究表明，CO₂、CH₄、N₂O的全球變暖潛能值（GWP）分別為1、21、310。遏制全球氣候變暖，削減溫室氣體排放，提出以能源高效利用與清潔能源開發(fā)為基礎(chǔ)，以“低消耗、低污染、低排放”為基本特征的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。我國(guó)政府于2009年11月25日決定2020年單位GDP二氧化碳排放量比2005年減少40%～45％。

上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院總工張辰在“2010上海熱點(diǎn)論壇”上指出，排水系統(tǒng)具有廣闊的減碳空間。

排水系統(tǒng)是完成城市減排目標(biāo)的主體，我國(guó)城鎮(zhèn)污水集中處理能力已超過1億m³/d，年消減污染物（COD）達(dá)600萬t以上。排水系統(tǒng)又是碳排放行業(yè)，排水管渠、污水處理設(shè)施建設(shè)需要消耗大量高能源高碳密度原材料產(chǎn)品，在輸送和處理過程中，亦直接或間接造成溫室氣體的排放。

建設(shè)過程溫室氣體排放

在排水系統(tǒng)建設(shè)過程中，材料生產(chǎn)、運(yùn)輸過程、施工建設(shè)等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)溫室氣體。

表1 建設(shè)過程溫室氣體排放

輸送過程溫室氣體排放

排水系統(tǒng)中雨污水輸送過程，溫室氣體的直接排放主要途徑是排水管道厭氧環(huán)境產(chǎn)生CH₄，間接排放則包括雨污水提升所用電耗等。

雨污水提升所用電耗與提升流量Q、揚(yáng)程H和水泵運(yùn)行時(shí)間t成正比，單位電耗的CO₂排放指標(biāo)以0.95kg/（kW∙h）計(jì)，則雨污水提升過程的CO₂排放量M(kgCO₂)為：

雨水源頭徑流削減、污水分散處理，將有助于降低雨污水提升流量，從而減少雨污水提升過程中的CO₂排放。

污水處理溫室氣體排放

污水處理過程中，好氧工藝和厭氧工藝的溫室氣體產(chǎn)量與進(jìn)水有機(jī)物濃度和對(duì)甲烷的回收利用比例有關(guān)。

不同污水處理工藝的溫室氣體產(chǎn)量

污泥厭氧消化過程的沼氣回收對(duì)減少污泥處理處置過程的碳排放量貢獻(xiàn)較大，通過5年的沼氣回收，可以將建設(shè)期排放的溫室氣體全部抵消。

污泥處理過程碳排放量

溫室氣體減排途徑

張辰認(rèn)為，應(yīng)在在規(guī)劃理念、工藝選擇、運(yùn)行管理的方案比選中引入“碳尺”概念，污水收集、輸送、處理、處置全方位采用低碳技術(shù)，削減“碳源”，增加“碳匯”。

（1）樹立低碳規(guī)劃理念

科學(xué)選擇排水體制和規(guī)劃布局，建立完善的合流制、完全的分流制。污水系統(tǒng)優(yōu)化集中與分散，統(tǒng)籌考慮污水再生利用和污泥資源化利用方向和規(guī)模；雨水系統(tǒng)兼顧面源污染控制設(shè)施布局。

推行低影響開發(fā)(LID)理念，小區(qū)開發(fā)應(yīng)以不增加城市基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)擔(dān)為原則，將開發(fā)區(qū)域的徑流系數(shù)作為規(guī)劃指標(biāo)加以明確，嚴(yán)格控制。降低徑流系數(shù)可采取的措施：屋面雨水收集利用、滲透鋪裝、大型綠地公共設(shè)施蓄滲。

（2）選擇低碳水處理技術(shù)

選擇生物處理降低藥劑用量；選擇節(jié)碳工藝減少外加碳源，短程硝化反硝化技術(shù)可節(jié)約25%左右的需氧量和40%左右的碳源，減少50%左右的污泥量；反硝化脫氮除磷可節(jié)省30%左右的需氧量和50%左右的碳源，減少50%左右的污泥產(chǎn)量；高濃度污水可選擇厭氧工藝

（3）關(guān)注污泥處理處置能源回收

選擇厭氧消化回收能源，沼氣發(fā)電可補(bǔ)充污水處理廠20%~30%的電耗；發(fā)電過程可從內(nèi)燃機(jī)熱回收系統(tǒng)回收40%~50%的能量；避免污泥填埋降低碳排放，我國(guó)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》已于2009年2月頒布執(zhí)行，同步形成9項(xiàng)國(guó)家或行業(yè)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范污泥處理處置技術(shù)路線。

（4）加強(qiáng)減碳運(yùn)行措施

提高收集輸送系統(tǒng)的有效性；改善曝氣處理過程的精確性，精確曝氣系統(tǒng)是對(duì)污水處理過程的精細(xì)化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)按需曝氣、降低電能消耗、穩(wěn)定生化環(huán)境等功能。上海桃浦污水處理廠的精確曝氣控制試驗(yàn)表明，采用該系統(tǒng)曝氣量可節(jié)約30%左右。

（5）加大低碳排水技術(shù)科研投入

制訂排水系統(tǒng)各單元碳排放指標(biāo)，建立排水系統(tǒng)碳排放信息庫，在此基礎(chǔ)上研發(fā)低碳水處理技術(shù)。

編輯：劉永麗

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