寫在前面：

生態(tài)環(huán)境部提出，推進(jìn)水環(huán)境治理環(huán)節(jié)的碳排放治理的協(xié)調(diào)性，增強(qiáng)污染防治與碳排放治理的協(xié)調(diào)性。在“雙碳”背景下，水環(huán)境治理再次成為減污降碳關(guān)鍵領(lǐng)域之一。

本篇行業(yè)分析文全面分析了污水處理行業(yè)碳排放量占比情況、污水廠碳減排的手段以及降污減碳的未來前景等。

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從中國當(dāng)前現(xiàn)狀來看，發(fā)電、工業(yè)端以及交通部門是碳排放的主要來源，相比而言，污水處理行業(yè)碳排放量僅占全社會碳排放總量的1%～2%。

所以有人認(rèn)為，污水處理行業(yè)實施碳減排實在沒必要，既不具有經(jīng)濟(jì)意義，又會帶來高投入和高成本。

事實真的是這樣嗎？

01

1%的碳排放量，到底大不大？

污水處理的碳排放基本來自兩方面：直接排放和間接排放。

直接碳排放主要是污水中有機(jī)物分解過程中產(chǎn)生并逸散大量CH4和N2O，單位CH4的碳當(dāng)量相當(dāng)于單位CO2的21倍，N2O更高，達(dá)到了312倍。

與此同時，未經(jīng)處理的污水直排還會導(dǎo)致水體黑臭，也是個厭氧過程，這樣會產(chǎn)生更多的碳排放。

間接碳排放主要是污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中消耗的能量以及水處理藥劑在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碳排放。對于典型的污水處理廠，間接排放主要發(fā)生在電耗和聚丙烯酰胺(PAM)消耗兩部分。

從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，傳統(tǒng)污水處理模式本質(zhì)是以能耗換水質(zhì)。為了減污，我們使用大量電能，間接產(chǎn)生大量大量溫室氣體，對全球生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。

據(jù)統(tǒng)計，我國2014年污水處理廠電耗占全國總電耗的0.26%，算上工業(yè)廢水處理和污泥處理，所占比例將超過2%。

0.26%、1%、2%看似占比都不大，但是污水處理行業(yè)的碳排放量卻也在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中占比最大。

最主要的是，依靠改變技術(shù)路線、改變運(yùn)行模式，輔以適當(dāng)?shù)牡吞几脑?，即可減少碳排放，相比其他行業(yè)，污水處理行業(yè)的減碳效益更大。

02

節(jié)能降耗就是碳減排，再生水利用也是碳減排

過去強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗，是為了降低成本?，F(xiàn)在新形勢下，我們應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識到：多耗電就是多排碳，多耗藥也是多排碳，節(jié)能降耗就是碳減排。

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。

目前國內(nèi)外污水處理廠/站通過設(shè)施設(shè)備升級改造、技術(shù)工藝優(yōu)化、運(yùn)行管理精細(xì)化、智能化運(yùn)行模式等手段降低污水處理能耗，并且已經(jīng)取得一定效果。

• 丹麥的Marselisborg污水廠通過采用SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）、厭氧氨氧化工藝，并對鼓風(fēng)機(jī)、提升泵、攪拌設(shè)備和脫水泵實施變頻器控制后，每年能節(jié)省約8萬歐的污水稅（相當(dāng)于排污費(fèi)）和50000kWh的電耗，使該污水廠總電耗降低25%。
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• 丹麥哥本哈根的BIOFOS水務(wù)將其管理的污水廠由表面曝氣升級為微孔曝氣，使曝氣能耗降低約57%。
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• 北控水務(wù)已投入生產(chǎn)運(yùn)營的生化系統(tǒng)智能控制技術(shù)(BE-EMR)，通過對水、泥、氣、藥等各個關(guān)鍵工藝參數(shù)的智能控制，可大幅度節(jié)省運(yùn)行的電耗和藥耗，降低電耗10-20%，降低藥耗20-90%。
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• 首創(chuàng)環(huán)保與荷蘭ASM DESIGN技術(shù)公司研發(fā)實踐的生物模擬技術(shù)，實現(xiàn)了某A2/O污水處理廠碳源投加量降低70%以上，并降低運(yùn)行成本1800萬元/年。

從物質(zhì)守恒定律來看，污水處理解決的不是碳消失，而是碳轉(zhuǎn)移。所以，從源頭減排降污，進(jìn)行污水能源回收利用，才是根本碳減排。

有機(jī)物進(jìn)入水中造成污染，我們就把水處理干凈。但這過程中，水中的碳又變成了CO2轉(zhuǎn)移到空氣中。所以，污水處理本質(zhì)上不增加碳也不減少碳，只是將碳換了一種形式。

只有從生活、工業(yè)和社會等源頭上減少污染、減少排放，才是減碳。因為只要排放了污染，就產(chǎn)生了碳污染。

另外一方面，據(jù)測算，污水中所含能量達(dá)污水處理本身所消耗能量的9-10倍之多。通過優(yōu)化污水處理工藝，回收有機(jī)物能量，利用沼氣熱聯(lián)發(fā)電，可實現(xiàn)碳中和。

• 奧地利Strass污水處理廠持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)工藝，早在2005年即實現(xiàn)產(chǎn)能大于能耗（108%能源自給率），現(xiàn)已達(dá)到200%能源自給率，超標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)碳中和。
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• 美國希博伊根污水處理廠利用高濃度食品廢物與污泥厭氧共消化產(chǎn)生的甲烷進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，同時采取節(jié)能措施，實現(xiàn)電量與耗電量比值達(dá)90%~115%，已逼近碳中和目標(biāo)。

在污泥處置領(lǐng)域，國內(nèi)小紅門、高碑店污泥處理中心成功運(yùn)行，污泥產(chǎn)氣率超出預(yù)期目標(biāo)，除滿足熱水解能量平衡的需要外，還有余量。

污水處理干凈了，進(jìn)行再生循環(huán)利用，緩解了水資源問題，也是在碳減排。

污水的收集和水資源的運(yùn)輸都涉及大規(guī)模的管網(wǎng)鋪設(shè)和較長距離的輸送，需要大量的能耗用以支持日常的運(yùn)行和維護(hù)。

因此，將處理干凈的污水進(jìn)行就地使用、就近使用等循環(huán)模式，構(gòu)建區(qū)域再生水循環(huán)利用體系，既補(bǔ)足了當(dāng)?shù)厮Y源利用需求的情況，緩解了水資源短缺問題，又實現(xiàn)了供水和排水工程建設(shè)運(yùn)行過程的碳替代，減少了碳排放的可能性。

03

降污減碳是一項系統(tǒng)性的長期工程

當(dāng)前，中國污水處理率還沒達(dá)到100%，減少水污染仍然是生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重中之重。

可以預(yù)見，污水處理行業(yè)短期內(nèi)尚不具備承擔(dān)大規(guī)模減排任務(wù)的客觀條件。

因此，對于污水處理行業(yè)的“碳中和”、“碳達(dá)峰”，還尚有一段距離。

不過對于污水處理企業(yè)來說，綠色低碳發(fā)展也是必走之路，早日實施碳減排必將贏得更大的主動權(quán)和更廣闊的發(fā)展空間。