在我國，污水處理行業的碳排放量約占全社會總排放量的1%，在環保產業中占比最大。因此，引導污水處理廠進行“低碳化”改造具有重要意義。為此，中國環境保護產業協會近日發布了我國污水處理領域首個低碳團體標準——《污水處理廠低碳運行評價技術規范》(T/CAEPI49?-?2022) （以下簡稱《規范》），將于2022年7月1日起正式實施。這一標準的發布將解決哪些難題，如何發揮作用？記者進行了多方采訪。
1%占比到底大不大？
污水處理行業減少碳排放，相比其他行業，減碳效益更大
“排水與污水處理是主要的碳排放行業之一。”中國人民大學低碳水環境技術研究中心主任王洪臣告訴本報記者，2019年，全球碳排放量接近600億噸，二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4)、一氧化二氮（N2O）三大溫室氣體占到碳排放總量的97.9%，分別占比為74.4%、17.3%和6.2%。這些氣體的排放主要涉及四大行業門類：能源利用（燒煤、燃油、發電等）、農林畜牧、工業生產、廢物處置，分別占比為73.2%、18.4%、5.2%、3.2%。占比3.2%的廢物處置包括垃圾處理、工業廢水處理和生活污水處理。CO2主要來自于能源利用，CH4、N2O則來自于其余三大門類的直接排放。
1%的占比看似不大，但王洪臣告訴記者：“排水與污水處理行業碳排放量雖然占比小，但依靠改變技術路線、改變運行模式，輔以適當的低碳改造，即可減少碳排放，相比其他行業，減碳效益更大。”
與此同時，污水處理本身就是個碳減排過程。未經處理的污水直排導致黑臭是個厭氧過程，會產生更多的碳排放。目前，我國統計出的污水處理率雖然較高，但污水集中收集率普遍較低，許多城市不足50%，城市和農村存在大量黑臭水體。提高污水集中收集處理率，實現低碳污水處理，就是污水處理行業對“雙碳”戰略的重要貢獻。
中國環境保護產業協會副會長鄭江告訴本報記者：“由于污水水質及污水處理工藝的差異，污水處理產生的溫室氣體排放量變化范圍較大。北京城市排水集團與深圳水務集團是我國規模較大的水務公司，污水處理能力達到423萬立方米/日及397萬立方米/日，主要服務對象為北京市和深圳市，能夠分別代表我國北方和南方的情況。兩家水務公司分別對污水處理過程溫室氣體排放情況進行測算，結果顯示，按照目前的處理工藝及排放標準，污水處理過程產生的溫室氣體排放量約為600gCO2/立方米。主要排放為電力消耗導致的間接排放以及脫氮過程產生的N2O直接排放，這兩項排放量占總排放量的80%—90%；其他方面的排放還包括CH4直接排放與絮凝劑消耗產生的間接排放。”
節能降耗為何是污水處理行業最重要的減排手段？
節能降耗就是碳減排，多耗電就是多排碳，多耗藥也是多排碳
“‘節能降耗’已經強調了幾十年，不單是污水處理行業，各行各業都在強調。以前，強調節能降耗是為了降低成本，而現在，污水處理行業為了確保出水穩定達標而免受處罰，不惜過量投入電耗、藥耗。在新形勢下，應該認識到，多耗電就是多排碳，多耗藥也是多排碳，節能降耗就是碳減排，是排水與污水處理行業最重要的減排手段。”王洪臣認為，對污水處理節能降耗重要性的認識要提升高度。
污水處理過程消耗的電能約占全社會用電量的0.5%—1%。這部分間接排放約占污水處理過程溫室氣體排放總量的50%左右，因此，降低污水處理電耗是實現低碳運行的重要手段。
“目前，污水處理設施運營單位主要采用廠網一體化調控、智能控制（泵站智能編組、精準曝氣等）、設備能效提升（更新高能效設備）、優化調控策略（合理污泥濃度、溶解氧設定等）等方法降低污水處理單耗，已經取得一定效果。”鄭江介紹。
與此同時，王洪臣強調：“N2O減排是重點。”污水處理過程N2O的釋放、檢測及控制要加大力度。目前，N2O在污水處理過程的釋放機制及其影響因素還不清楚，檢測及在線監測手段不成熟，相應的評估方法、控制對策也是空白，尤其是如何實現控制N2O和提高脫氮率之間的平衡，并進而達到協同，都亟需深入研究。
此外，需要以新能源開發為手段，開展“替碳”工作。鄭江告訴記者：“污水中蘊含大量的有機物及熱量，且污水處理設施占地面積較大，可以利用這些特點在污水處理廠內進行新能源開發。目前主要采用的方法包括：利用污泥厭氧消化工藝產生沼氣，在污水處理廠內進行熱電聯產，實現沼氣資源高效利用；在污水處理設施上方加裝分布式光伏發電設備，利用太陽能進行發電，回用于污水處理過程；利用污水水溫相對恒定的特點，通過水源熱泵提取污水中的熱量；在一些具有地形條件的地區（比如重慶），利用尾水排放進行能量回收。總體而言，污水處理廠的新能源開發已經包含了生物質能、熱能、勢能等多個方向。
“固碳”對于污水處理廠碳減排來說也有不小的操作空間。污水處理廠利用生產的再生水作為環境補給重要水源，助力構建良好的水體環境，可以產生一定的碳匯效果。此外，經充分穩定處理的污泥產物可用于沙荒地、礦山等修復項目，在此基礎上進行林業碳匯項目開發也能取得較好的生態環境效果。
如何用一把尺子核算污水處理廠碳排放？
規范碳排放核算方法、碳排放評價方法和低碳化的實現路徑
由于進水水質、處理工藝、處理規模、出水水質標準等方面存在差異，難以對污水處理過程的碳排放量與排放強度進行評價，各水務企業間不能進行有效的比較與經驗借鑒。
那么，如何把污水處理廠放到一個賽道上，用一把尺子核算、評價其碳排放呢？
鄭江說，《規范》主要從3個方面指導污水處理廠開展碳減排核算，開展工藝優化和技術改造。
首先，規范污水處理過程碳排放核算方法。《規范》明確了污水處理過程中N2O、CH4、化石燃料燃燒、電力消耗、熱耗與物耗所產生的排放量，進而幫助水務企業全面了解自身碳排放總量及其構成，從而制定有針對性的碳減排策略與措施。
其次，《規范》規定了碳排放評價方法。《規范》充分考慮污水處理過程的差異性，提出歸一化的碳排放評價方法與評價流程。各運營單位可以利用總氮去除率修正系數、處理規模修正系數等對自身碳排放量或碳排放強度進行修正，便于同行業排放情況進行對比。各運營單位也可以明確自身碳排放情況在全行業所處的水平。
最后，《規范》提出了污水處理過程低碳化的實現路徑。《規范》提出四大類12項低碳行為。污水處理設施運營單位可以結合自身特點，圍繞提升泵與曝氣風機等重點用能設備改造、生物系統優化運行與藥劑精準投加、進行清潔能源回收與利用項目建設、實施監測與核算等方法逐步降低生產過程碳排放量，最終實現低碳運行目標。
中國環保產業協會會長郭承站說：“《規范》為管理部門、運營單位和第三方機構評估污水處理廠的低碳行為提供了重要的方法依據。下一步，中環協（北京）認證中心將以這一標準提出的評價方法為依據開展低碳污水處理廠的認證工作。這將增加標準效力，為標準落地提供切實推動力。標準化工作是生態環保產業全力服務碳中和碳達峰工作的重要抓手。除《污水處理廠低碳運行評價技術規范》之外，協會聚焦二氧化碳在線監測，于不久前發布了《固定污染源廢氣排放口監測點位設置技術規范》《固定污染源二氧化碳排放連續監測系統技術要求》和《固定污染源二氧化碳排放連續監測技術規范》。作為支撐重點行業二氧化碳在線監測的成套標準，這3項標準的制定工作得到了生態環境部的大力指導和支持，目前相關儀器的性能檢測和認證工作已經在中國環境監測總站和中國環保產業協會認證中心開展。”
來源：中國環境
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