?? 全球變暖導致極端天氣事件頻發、生態系統退化，是人類當今面臨的最大挑戰之一。在這樣的背景下，國際社會積極采取行動，應對氣候變化。是重要的行業，亟需系統全面地開展碳減排工作。 污碳排放包括間接排放和直接排放。污水處理是社會中較小的行業，但屬于能源密集型行業，美國、德國、日本等國家污水處理行業電耗占全社會總電耗的1％左右，高能耗導致大量間接碳排放。污水處理過程會產生并逸散大量CH4和N2O，是重要的直接碳排放源。據歐洲統計辦公室2014年歐洲統計報告，污水處理與固體廢棄物處理組成的廢物處理行業是第五大碳排放行業，占全社會總的3．3％。美國EPA統計預(yu)測，全(quan)(quan)球污(wu)水行業2015年CH4和N2O逸散量(liang)分別(bie)為5．4億(yi)(yi)t 和0．9億(yi)(yi)t CO2當(dang)量(liang)，預(yu)測2020年將分別(bie)達到5．65億(yi)(yi)t和0．94億(yi)(yi)t CO2當(dang)量(liang)，2030年將分別(bie)超(chao)過6億(yi)(yi)t 和1億(yi)(yi)t CO2當(dang)量(liang)，約占非(fei)CO2總排(pai)放(fang)量(liang)的4．5％。總體上，污(wu)水處理行業碳排(pai)放(fang)量(liang)占全(quan)(quan)社會總排(pai)放(fang)量(liang)的1％～2％。 1、我國城鎮污水處(chu)理行業的總體碳排放水平及(ji)趨勢 經(jing)(jing)過(guo)“十一五”和“十二(er)五”時(shi)期的(de)高(gao)速建(jian)(jian)設，中國(guo)(guo)城鎮污水處(chu)理(li)設施已經(jing)(jing)形成規模化的(de)處(chu)理(li)能(neng)力。截至2015年底，全國(guo)(guo)設市城市和縣城建(jian)(jian)成并(bing)投入運行污水處(chu)理(li)廠共3830座，日處(chu)理(li)能(neng)力達1．62億m3，超過(guo)了美國(guo)(guo)1．25億m3（33240MGD）的(de)處(chu)理(li)能(neng)力。2015年全年實(shi)際處(chu)理(li)污水511億m3。 基于各(ge)地(di)區代表(biao)性污水(shui)(shui)處理廠(chang)典型工藝運行(xing)數(shu)據(ju)分析及實際(ji)監測，按照(zhao)IPCC方(fang)法(fa)(fa)學以(yi)及相關方(fang)法(fa)(fa)學研(yan)究，初步計算，2015年(nian)全國污水(shui)(shui)處理逸散CH4和(he)N2O產(chan)生的直接碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量為2 512．2萬(wan)tCO2當(dang)量，電耗產(chan)生的間(jian)接碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量為1 401．6萬(wan)t CO2當(dang)量，絮凝劑消(xiao)耗產(chan)生的間(jian)接碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量為70．9萬(wan)t CO2當(dang)量。綜(zong)上(shang)，2015年(nian)中(zhong)國污水(shui)(shui)處理行(xing)業(ye)碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量為3 984．7萬(wan)t CO2當(dang)量，單(dan)位水(shui)(shui)量的碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)當(dang)量（碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)強(qiang)度）為0．78 kg／m3。 2015年(nian)，中國(guo)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)行(xing)(xing)業(ye)總(zong)電(dian)耗(hao)為140億kW˙h，僅(jin)占全社會總(zong)電(dian)耗(hao)的(de)0．26％，遠低于西方(fang)國(guo)家1％的(de)比例(li)。主要原因有：污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)收集系統不完(wan)善導致污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)收集處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)率(lv)(lv)較(jiao)低、污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)濃度也(ye)較(jiao)低、處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)標(biao)準(zhun)總(zong)體(ti)不高以(yi)(yi)及污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)滯后等。隨(sui)著收集系統的(de)完(wan)善、提(ti)標(biao)改造的(de)實施以(yi)(yi)及污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)率(lv)(lv)的(de)提(ti)高，污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)電(dian)耗(hao)將(jiang)逐年(nian)升(sheng)高。“十(shi)二五”期間，污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)電(dian)耗(hao)年(nian)平均增加 12．9％。隨(sui)著城鎮化率(lv)(lv)、污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)率(lv)(lv)、污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)率(lv)(lv)不斷提(ti)高以(yi)(yi)及排放標(biao)準(zhun)的(de)提(ti)高，污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)電(dian)耗(hao)還將(jiang)進一(yi)步(bu)增加，應及早采取措施提(ti)高行(xing)(xing)業(ye)能效，降低間接碳排放。 2、我國污水(shui)處(chu)理行業碳(tan)減排路徑 與能源、建筑、交通等行業相比，污水處理減排成本低，減碳效益大。發達國家意識到污水處理行業蘊含的高效減排潛力，將其列入碳減排重點領域，并探索出了一些可行的碳減排路徑。美國和日本強調通過高效機電裝備和高級控制對策降耗，同時加大污水污泥蘊含能源的開發回收力度。加拿大著力開發運營優化技術，目前已形成較完善的污水處理運營優化技術體系。歐洲重視處理新(xin)工藝研(yan)發，在可持續(xu)污水(shui)(shui)處理工藝研(yan)究方面居于領先(xian)水(shui)(shui)平。西方國家的(de)經驗為尋(xun)找我國污水(shui)(shui)處理行(xing)業的(de)碳減排路徑(jing)提供了很好(hao)的(de)借鑒。 2．1提高污水處理綜合能效 美國在(zai)供(gong)水和污水處理(li)行業(ye)提出三個層(ceng)面的(de)能效提高路徑(jing)：一是(shi)采用(yong)高效機電設(she)(she)備(bei)，新建設(she)(she)施(shi)直接采購(gou)高效設(she)(she)備(bei)，已有設(she)(she)施(shi)逐步更新成高效設(she)(she)備(bei)；二是(shi)加強負載管理(li)，滿足工藝要(yao)求的(de)前(qian)提下要(yao)使負載降至(zhi)最低(di)，同時，設(she)(she)備(bei)配(pei)置要(yao)與(yu)實際荷載相(xiang)匹配(pei)，避免(mian)“大馬(ma)拉小車(che)”；三是(shi)建立需(xu)求響應(ying)機制，根(gen)據實際工況(kuang)的(de)需(xu)求及其(qi)變化，動態調整設(she)(she)備(bei)的(de)運行狀態。 2．1．1采用高效機電設備 污水(shui)(shui)(shui)處理機(ji)電設備(bei)主要(yao)包括水(shui)(shui)(shui)力輸送、混(hun)合攪拌(ban)和(he)鼓(gu)風曝氣三大類(lei)。采用(yong)高效電機(ji)是這些設備(bei)具有較高機(ji)械(xie)效率(lv)的(de)前提(ti)，目前污水(shui)(shui)(shui)行業的(de)水(shui)(shui)(shui)力輸送和(he)攪拌(ban)設備(bei)均已經(jing)出(chu)現(xian)具備(bei)IE4能效水(shui)(shui)(shui)平的(de)高效電機(ji)，采用(yong)高效電機(ji)通(tong)常可實(shi)現(xian)5％～10％的(de)效率(lv)提(ti)高。 水(shui)力(li)輸送設備的(de)水(shui)力(li)端(duan)設計是關鍵，水(shui)力(li)端(duan)需具備無(wu)堵塞、持續高(gao)效(xiao)的(de)特點(dian)，無(wu)堵塞技術可(ke)避(bi)免通道容(rong)量減少降低效(xiao)率或長期(qi)超負荷運行燒毀(hui)電機。持續高(gao)效(xiao)可(ke)確保(bao)電機長期(qi)高(gao)效(xiao)運行，先進的(de)水(shui)力(li)端(duan)設計可(ke)以(yi)實現(xian)水(shui)力(li)輸送設備全生命周期(qi)節(jie)省7％～25％的(de)能耗，而且介質條件(jian)越惡劣，其節(jie)能效(xiao)果相對會越明顯。 混合(he)攪拌(ban)設(she)備的(de)水力(li)端設(she)計(ji)同樣(yang)關鍵，采用(yong)后掠式葉片設(she)計(ji)可(ke)以提供額外(wai)的(de)自清潔功(gong)能，使攪拌(ban)器具有良好的(de)抗纏繞性能，從而避免(mian)攪拌(ban)效率降低甚至燒毀電機的(de)風險。 鼓(gu)風(feng)(feng)曝氣(qi)(qi)(qi)包括鼓(gu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)和(he)曝氣(qi)(qi)(qi)器兩部(bu)分。容積式(shi)鼓(gu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)雖(sui)然購置(zhi)費用(yong)(yong)(yong)較低，但機(ji)(ji)械效(xiao)(xiao)率(lv)很低，應(ying)盡(jin)量避免(mian)采用(yong)(yong)(yong)。單級高(gao)速離心式(shi)鼓(gu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)效(xiao)(xiao)率(lv)很高(gao)，且技(ji)術(shu)進(jin)步很快，采用(yong)(yong)(yong)空氣(qi)(qi)(qi)懸浮(fu)(fu)或磁懸浮(fu)(fu)等高(gao)速無齒技(ji)術(shu)，可(ke)使電機(ji)(ji)與風(feng)(feng)機(ji)(ji)實現“零摩擦”驅動，實現超高(gao)速運(yun)行，顯(xian)著提(ti)高(gao)機(ji)(ji)械綜(zong)合效(xiao)(xiao)率(lv)及(ji)效(xiao)(xiao)益。不(bu)同材質(zhi)(zhi)不(bu)同結構(gou)形(xing)式(shi)的(de)曝氣(qi)(qi)(qi)器氧傳質(zhi)(zhi)性能(neng)差(cha)別很大，采用(yong)(yong)(yong)抗撕裂、抗老化、壽命長的(de)新型高(gao)分子聚氨酯材料以及(ji)超微孔結構(gou)設計的(de)曝氣(qi)(qi)(qi)產品具有充氧性能(neng)高(gao)、運(yun)行穩定和(he)調節品質(zhi)(zhi)好的(de)特征。另(ling)外，混合曝氣(qi)(qi)(qi)、逆(ni)流曝氣(qi)(qi)(qi)、限制(zhi)性曝氣(qi)(qi)(qi)、全(quan)布曝氣(qi)(qi)(qi)都是可(ke)以采用(yong)(yong)(yong)的(de)高(gao)效(xiao)(xiao)曝氣(qi)(qi)(qi)形(xing)式(shi)。在進(jin)行曝氣(qi)(qi)(qi)器數量的(de)選擇時應(ying)綜(zong)合考(kao)慮水廠(chang)水質(zhi)(zhi)水量波(bo)動情況和(he)鼓(gu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)性能(neng)參(can)數，使其在最(zui)優單頭(tou)通(tong)氣(qi)(qi)(qi)量范圍內工作，也(ye)可(ke)明顯(xian)提(ti)高(gao)充氧性能(neng)。 2．1．2加強負載管理
污水提升以及(ji)污泥回流(liu)等單(dan)元的水力(li)輸(shu)送設備常由于流(liu)量級配不合理、揚(yang)程選擇偏(pian)大，使設備絕大部分時段(duan)在低效工況(kuang)運行，應予以改造。 由于擔(dan)心污泥沉積，混(hun)合攪(jiao)拌設(she)備的(de)(de)設(she)計攪(jiao)拌功率同樣普遍偏大，實(shi)際處(chu)于過度攪(jiao)拌狀(zhuang)態，導致電(dian)耗(hao)增加(jia)，準確(que)把握(wo)攪(jiao)拌器與介質之間力和能量(liang)的(de)(de)傳(chuan)遞非常(chang)關(guan)鍵，而(er)采(cai)用(yong)推力作為攪(jiao)拌器的(de)(de)選(xuan)型依據，可(ke)以準確(que)衡量(liang)實(shi)際工況(kuang)所需攪(jiao)拌器的(de)(de)大小，有(you)效避免此類電(dian)耗(hao)的(de)(de)浪(lang)費(fei)。 隨著脫氮除磷要求的日益嚴格，過程需要攪拌器數量也越來越多，成為不容忽視的耗電環節。當設置潛流推進器時，優化推進器和曝氣系統的位置和距離，可以使系統的能量損失最小。當推進器距離上游曝氣器不小于一倍水深，并且推進器距離下游曝氣器不小于水深和廊道寬度的最大值時，推進器和曝氣系統最為穩定，能耗最低。高效的潛水推進器配合好氧池的池型優化設計，可以降低池內阻力損失、減少推進器的功率需求，實現能耗降低。曝氣系統的電耗占污總電耗的50％～70％，是加強負載管理的重點(dian)。設(she)計基于(yu)穩妥的目的，常使鼓風機風量級配(pei)不(bu)合理、出風壓(ya)力選擇(ze)偏大(da)，使之絕大(da)部分(fen)時段在低效(xiao)(xiao)工況運(yun)行。鼓風氣(qi)量偏大(da)或曝(pu)氣(qi)器數量偏少都將(jiang)導致(zhi)單位曝(pu)氣(qi)器氣(qi)量過(guo)大(da)，造成充氧(yang)轉(zhuan)移(yi)效(xiao)(xiao)率(lv)降低、阻力增(zeng)大(da)，降低能效(xiao)(xiao)。另(ling)外，曝(pu)氣(qi)器堵塞后如不(bu)能及時清(qing)洗，也會增(zeng)加阻力損失(shi)，增(zeng)大(da)能耗。 2．1．3建立需求響應機制 建立需求響應機制就是實現各單元以及全流程的優化運行。目前，污水行業已經出現感應式調速和線性調速的水力輸送和攪拌設備，此類設備內置智能控制系統，可以有效優化水力輸送和攪拌系統的整體運行情況，實現降耗。 高效(xiao)的(de)(de)(de)水力輸(shu)送設(she)備(bei)內(nei)置專業為水力輸(shu)送系統設(she)計的(de)(de)(de)智能控制系統，可(ke)(ke)以自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)進行(xing)設(she)備(bei)自(zi)(zi)(zi)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)，泵(beng)坑(keng)自(zi)(zi)(zi)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)和(he)管(guan)(guan)路自(zi)(zi)(zi)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)，可(ke)(ke)以自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)調(diao)節設(she)備(bei)運行(xing)頻(pin)率達到系統的(de)(de)(de)能耗最低點(dian)。額(e)外的(de)(de)(de)控制系統甚至可(ke)(ke)以優(you)先啟動(dong)(dong)效(xiao)率最高的(de)(de)(de)水泵(beng)，可(ke)(ke)以根據整個輸(shu)送管(guan)(guan)網的(de)(de)(de)波峰(feng)波谷自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)切換控制模式，從而發揮泵(beng)站的(de)(de)(de)蓄水能力，減少(shao)對管(guan)(guan)網的(de)(de)(de)沖擊，使輸(shu)送泵(beng)站與水廠協同(tong)運行(xing)。 混合攪(jiao)拌(ban)設備內置智能控制(zhi)系統可實現攪(jiao)拌(ban)器(qi)推(tui)力(li)(li)可調，當由于(yu)工(gong)況(kuang)變化所需(xu)推(tui)力(li)(li)降(jiang)低(di)(di)時，攪(jiao)拌(ban)器(qi)通過(guo)降(jiang)低(di)(di)轉速滿足工(gong)況(kuang)需(xu)求(qiu)(qiu)，同時節省能耗(hao)；當所需(xu)推(tui)力(li)(li)升高時，攪(jiao)拌(ban)器(qi)通過(guo)提高轉速滿足工(gong)況(kuang)需(xu)求(qiu)(qiu)，避免設備增加或更換。 采用內置智能控制(zhi)系統的水力輸(shu)送設(she)備和(he)攪(jiao)拌器(qi)，在(zai)特(te)定(ding)工況條(tiao)件下，與傳統設(she)備相比，甚至可以節(jie)省50％以上的能耗。 目前，前饋、反饋、前饋、反饋耦合等各種不同控制品質的曝氣控制器和控制策略已較成熟，可以實現按需供氧，避免不必要的電耗。目前，基于SOUR和OTR在線實時測定的先進曝氣控制系統（BIOS）可在滿足處理要求的前提下將鼓風曝氣量動態降至最低，大幅度降低能耗，同時還能提高曝氣器的氧利用率。設置高效潛流推進器，使池內介質保持一定的流速，可在滿足工藝實際需要的前提下進一步降低鼓風曝氣量時，避免混合液發生沉積。另外，介質保持一定的流速，可使氣泡在水中有更長的停留時間，進一步提高系統的氧轉移效率。應定期調節污泥回流比，在滿足污泥回流量的前提下，使之降至最低，在實現節能降耗的同時提高出水水質。通過微波含固量在線測定技術，可以實現污泥脫水單元加藥量的前饋或反饋控制，降低絮凝劑的消耗量，減少間接。 2．2大力回收能源 污水中蘊含著大量的能量，理論上是處理污水所需能量的很多倍。污水經處理后，其中的能量大部分轉移到了污泥中，因此開發回收污泥中的能量具有極大的潛力。污泥能源化主要集中在厭氧方向，污泥厭氧能源化包括厭氧發酵產乙醇、厭氧發酵產氫和厭氧消化產甲烷三個技術路徑。產乙醇技術雖然成熟，但能源轉化率較低。產氫技術目前仍存在反應器放大的困難，制約生產性應用。實踐中普遍采用的是厭氧消化技術。傳統厭氧消化技術能源轉化率在30％～40％，而高級厭氧消化技術可提高到50％～60％。高級厭氧消化技術包括高溫厭氧消化、溫度分級厭氧消化和酸氣兩相厭氧消化。污泥預處理技術近年來進展較快，具體包括熱水解、超聲細胞破碎、微波細胞破碎、生物酶水解、聚焦電脈沖和化學細胞破碎等技術，目前應用較多的是熱水解技術，這些預處理技術可使厭氧消化的能源轉化率進一步提高。傳統厭氧消化技術可使污水處理實現20％～30％的能源自給率，預處理、高級厭氧消化、渦輪發動機或燃料電池以及熱電聯產等技術的耦合使用，有望使污水處理實現30％～50％的能源自給率，及大大降低間接，又降低甲烷產生并逸散(san)導致的直接(jie)排放(fang)。 2．3探索可持續新工藝 基于有(you)機污(wu)染(ran)物去除(chu)的可持續污(wu)水(shui)處理新工藝(yi)主要(yao)是厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)處理技術，能耗(hao)低，且可回收能源。高濃度(du)有(you)機廢水(shui)的厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)技術已成熟，但城(cheng)市污(wu)水(shui)有(you)機物濃度(du)低，厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)處理存(cun)在投資大和占地(di)大等障礙。 目前，城(cheng)鎮污(wu)水(shui)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)處理方向研(yan)究的熱點(dian)是厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)膜生物反應(ying)器AnMBR，與傳統(tong)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)工藝(yi)相比，可大幅度(du)減少占地(di)，但技術成熟度(du)離生產性應(ying)用尚存(cun)在差距。 另一類可持續污水處理工藝是低能耗、源(yuan)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的脫氮工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，有很多種類，但主(zhu)要包括基(ji)于短程反硝化原理的SHARON工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和(he)基(ji)于厭氧氨氧化的ANNAMOX／DEMON工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。與傳統的AAO工(gong)(gong)藝(yi)(yi)相比(bi)，SHARON工(gong)(gong)藝(yi)(yi)可(ke)節(jie)約25％的能耗(hao)(hao)(hao)、40％的碳源(yuan)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，而ANNAMOX工(gong)(gong)藝(yi)(yi)可(ke)節(jie)約60％的能耗(hao)(hao)(hao)、90％的碳源(yuan)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)。目(mu)前，SHARON和(he)ANNAMOX在高濃(nong)度氨氮污(wu)水(shui)處(chu)理中已較成熟，在污(wu)泥回流液處(chu)理中已有一批成功案例。在典(dian)型城鎮污(wu)水(shui)處(chu)理上雖(sui)有進展，但離實際(ji)應用(yong)仍有差距。 未來革命性的(de)(de)(de)可持續污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水處(chu)理工(gong)(gong)藝(yi)方向(xiang)是碳氮兩(liang)段法(fa)：首(shou)先對(dui)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水中的(de)(de)(de)有機物(wu)(wu)進行分(fen)離(li)，分(fen)離(li)出的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥通過厭氧消化產生(sheng)CH4，或(huo)對(dui)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水直接(jie)進行厭氧處(chu)理產能(neng)，分(fen)離(li)后含有氨(an)氮的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水通過主流厭氧氨(an)氧化進行脫(tuo)氮。按照(zhao)Kartal等(deng)人的(de)(de)(de)理論估算，采用現在(zai)的(de)(de)(de)活性污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥法(fa)，處(chu)理1人口當量的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)需要(yao)耗電44 W˙h，而(er)采用上述碳氮兩(liang)段法(fa)，處(chu)理1人口當量的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)將產生(sheng)24 W˙h能(neng)量，從而(er)使(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)真正成為“能(neng)源工(gong)(gong)廠(chang)”，且(qie)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥產量僅(jin)為活性污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥法(fa)的(de)(de)(de)四(si)分(fen)之一。 3、我國城鎮行業碳減排潛力
碳減排潛(qian)力(li)包(bao)括現實可得潛(qian)力(li)和最大可得潛(qian)力(li)，前者是指在現有(you)的技(ji)(ji)術經濟(ji)條件下(xia)可以挖掘的潛(qian)力(li)，后者是通(tong)過(guo)可預(yu)見的技(ji)(ji)術經濟(ji)進步未來能夠挖掘的潛(qian)力(li)。 3．1我國城鎮污行業碳減排現實可得潛力（RAP） 提高(gao)污水處(chu)理(li)(li)(li)綜(zong)合(he)能(neng)效(xiao)可以挖掘第一部分現(xian)(xian)(xian)實可得(de)潛力(li)。目前，我(wo)國(guo)污水提升(sheng)泵站水泵普遍(bian)(bian)存在(zai)級(ji)配不合(he)理(li)(li)(li)、揚(yang)程偏大、沒有(you)(you)變頻裝(zhuang)置及自動(dong)編組控(kong)(kong)制等(deng)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)，按(an)照(zhao)(zhao)國(guo)際(ji)經(jing)驗(yan)及國(guo)內已(yi)有(you)(you)成(cheng)功改(gai)造(zao)(zao)案(an)例(li)，通過采用高(gao)效(xiao)機(ji)電設(she)備、加(jia)強負(fu)(fu)載管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)和(he)建(jian)立(li)(li)需求(qiu)響(xiang)應機(ji)制等(deng)路(lu)徑，可實現(xian)(xian)(xian)20％～50％的(de)減排潛力(li)。對于(yu)混合(he)攪(jiao)拌(ban)(ban)單元，普遍(bian)(bian)存在(zai)攪(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)機(ji)械效(xiao)率低、功率輸入大、過度攪(jiao)拌(ban)(ban)等(deng)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)，按(an)照(zhao)(zhao)國(guo)際(ji)經(jing)驗(yan)及國(guo)內已(yi)有(you)(you)成(cheng)功改(gai)造(zao)(zao)案(an)例(li)，通過采用高(gao)效(xiao)機(ji)電設(she)備、加(jia)強負(fu)(fu)載管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)和(he)建(jian)立(li)(li)需求(qiu)響(xiang)應機(ji)制等(deng)路(lu)徑，可實現(xian)(xian)(xian)20％～40％的(de)減排潛力(li)。對于(yu)曝(pu)氣(qi)系統，普遍(bian)(bian)存在(zai)鼓風機(ji)出口壓力(li)過大、曝(pu)氣(qi)器(qi)效(xiao)率低、未設(she)置曝(pu)氣(qi)控(kong)(kong)制系統等(deng)狀況，按(an)照(zhao)(zhao)國(guo)際(ji)經(jing)驗(yan)及國(guo)內已(yi)有(you)(you)成(cheng)功改(gai)造(zao)(zao)經(jing)驗(yan)，通過采用高(gao)效(xiao)機(ji)電設(she)備、加(jia)強負(fu)(fu)載管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)和(he)建(jian)立(li)(li)需求(qiu)響(xiang)應機(ji)制等(deng)路(lu)徑，可實現(xian)(xian)(xian)20％～30％的(de)減排潛力(li)。對于(yu)污泥脫水單元，只有(you)(you)自控(kong)(kong)溶藥(yao)裝(zhuang)置，目前還沒有(you)(you)投(tou)藥(yao)量控(kong)(kong)制系統，按(an)照(zhao)(zhao)國(guo)際(ji)經(jing)驗(yan)及國(guo)內已(yi)有(you)(you)成(cheng)功改(gai)造(zao)(zao)經(jing)驗(yan)，通過采用高(gao)效(xiao)機(ji)電設(she)備、加(jia)強負(fu)(fu)載管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)和(he)建(jian)立(li)(li)需求(qiu)響(xiang)應機(ji)制等(deng)路(lu)徑，可實現(xian)(xian)(xian)20％～30％的(de)減排潛力(li)。綜(zong)上，在(zai)2015年基礎上，通過提高(gao)污水處(chu)理(li)(li)(li)綜(zong)合(he)能(neng)效(xiao)，每(mei)處(chu)理(li)(li)(li)萬(wan)立(li)(li)方米污水可挖掘的(de)現(xian)(xian)(xian)實可得(de)潛力(li)為(wei)284．9～509．2 t CO2當(dang)量。 大力(li)回收能源(yuan)可以挖掘第二部分現實(shi)(shi)可得潛力(li)。美國年產(chan)(chan)(chan)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)750萬(wan)(wan)干噸(dun)，建(jian)設(she)了650座(zuo)集中厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)設(she)施，將58％的污(wu)泥(ni)(ni)(ni)進行了厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)。設(she)置76套熱(re)電聯供系統（CHP），總裝機(ji)裝機(ji)容量(liang)220 MW，且(qie)正在迅速增加。歐盟國家年產(chan)(chan)(chan)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)800萬(wan)(wan)干噸(dun)，50％以上進行了厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)，英(ying)國厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)率達到(dao)66％，總體能源(yuan)自給(gei)率約20％。目前(qian)，我國年產(chan)(chan)(chan)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)約540萬(wan)(wan)干噸(dun)，僅有不到(dao)五十座(zuo)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)設(she)施，厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)率不足5％，存在較(jiao)大能量(liang)開發與回收空間，由(you)此可挖掘的碳減排潛力(li)很大。通(tong)過采用預處(chu)理(li)、高(gao)級厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)以及熱(re)電聯產(chan)(chan)(chan)（CHP）等技術，將污(wu)泥(ni)(ni)(ni)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)比例提(ti)高(gao)到(dao)55％，可實(shi)(shi)現15％～25％的能源(yuan)自給(gei)，實(shi)(shi)現間接減排量(liang)210．0～350．4萬(wan)(wan)t CO2當量(liang)。目前(qian)，全(quan)行業(ye)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)總體以填埋為(wei)主(zhu)， 如不進行厭氧消化，厭氧消化產生的甲烷將逸散產生直接排放。將污泥厭氧消化比例提高到55％，減少的直接為425．2萬(wan)～708．7萬(wan)t CO2當量。綜上，回收能源的(de)現實可得潛(qian)力為635．2萬(wan)～1 059．1萬(wan)t CO2當量。 綜合提高能效和能源回收的減排潛力，全行業全年可實現間接碳減排494．9萬～859．6萬t CO2當量，為2015年間接的(de)(de)(de)33．6％～58．4％。加上厭氧消化同步實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)直接(jie)碳(tan)(tan)減排量，全行業全年(nian)(nian)碳(tan)(tan)減排現(xian)實(shi)可得(de)潛力為(wei)920．1萬～1 568．3萬t CO2當量，為(wei)2015年(nian)(nian)總碳(tan)(tan)排放量的(de)(de)(de)23．1％～39．4％。 3．2我國城鎮污水處理行業碳減排最大可得潛力（MAP） 選擇新(xin)型的(de)(de)(de)(de)節(jie)(jie)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工藝，降(jiang)低能耗(hao)、避免外加(jia)碳(tan)(tan)(tan)(tan)源，是減少(shao)生物處(chu)理過程(cheng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)排放的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵。短程(cheng)硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)、厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)和反硝(xiao)化(hua)除磷技術(shu)是廣受關(guan)注(zhu)的(de)(de)(de)(de)節(jie)(jie)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工藝。短程(cheng)硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)技術(shu)可(ke)(ke)節(jie)(jie)約25％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)需(xu)氧(yang)(yang)(yang)量(liang)和40％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)源，減少(shao)50％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)污泥(ni)量(liang)；厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)可(ke)(ke)節(jie)(jie)省(sheng)60％的(de)(de)(de)(de)需(xu)氧(yang)(yang)(yang)量(liang)，不(bu)需(xu)額外投加(jia)碳(tan)(tan)(tan)(tan)源，并且高負荷，低污泥(ni)產量(liang)；反硝(xiao)化(hua)脫氮(dan)除磷可(ke)(ke)節(jie)(jie)省(sheng)30％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)需(xu)氧(yang)(yang)(yang)量(liang)和50％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)源，減少(shao)50％左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)污泥(ni)產量(liang)。未來(lai)，如厭氧(yang)(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)工藝獲(huo)得突破并得以普遍應(ying)用，能耗(hao)將(jiang)(jiang)在現有基(ji)礎上進一步(bu)降(jiang)低30％，全部碳(tan)(tan)(tan)(tan)源將(jiang)(jiang)用于高效厭氧(yang)(yang)(yang)消化(hua)，產生的(de)(de)(de)(de)能量(liang)足以覆(fu)蓋能耗(hao)，污水(shui)處(chu)理將(jiang)(jiang)不(bu)再產生間(jian)接(jie)碳(tan)(tan)(tan)(tan)排放，成為名(ming)副其實的(de)(de)(de)(de)“能源工廠”，這是污水(shui)處(chu)理行業碳(tan)(tan)(tan)(tan)減排最大可(ke)(ke)得潛力（MAP）。 |
行業資訊
