城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)碳核算方法與模型研究.pdf

1、近年來(lái)，氣候變化已引起社會(huì)各界的反思，各國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化都制定了相應(yīng)的溫室氣體減排計(jì)劃。我國(guó)計(jì)劃到2015年相比于2010年溫室氣體(greenhouse gases，簡(jiǎn)稱 GHG)減排17％，各行各業(yè)都在大力開(kāi)展節(jié)能降耗工作。而城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)則是一個(gè)不容忽視的較大的溫室氣體分散排放源，據(jù)估算，2003~2009年我國(guó)污水處理過(guò)程的直接排放類溫室氣體量均呈逐年增加趨勢(shì)，自2003年的0.53億噸 CO2當(dāng)量增加到2009年的0.75億

2、噸CO2當(dāng)量，年平均增加5.95%。由此可見(jiàn)，污水處理行業(yè)的溫室氣體排放量已不能忽視，應(yīng)作為節(jié)能減排的重點(diǎn)。
　　針對(duì)污水處理系統(tǒng)高碳排放的現(xiàn)狀，基于政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）制定的溫室氣體清單編制的方法學(xué)指南，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始了對(duì)污水處理系統(tǒng)的碳核算方法研究，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)碳核算方法都采用IPCC推薦的方法，排放系數(shù)都取自IPCC方法指南，但由于IPCC提供的排放系數(shù)是由國(guó)外的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，不一定適用于我國(guó)的污水處理系

3、統(tǒng)，范圍較廣，適用于各種處理工藝和規(guī)模，針對(duì)性和可操作性較差；且IPCC認(rèn)為污水處理系統(tǒng)由生物降解引起的CO2直接排放屬于生源碳，沒(méi)有將該部分CO2納入溫室氣體核算清單中，目前國(guó)際上對(duì)生源碳是否納入碳核算仍存在爭(zhēng)議。
　　為指導(dǎo)我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理減碳技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳減排的定量化，對(duì)污水處理系統(tǒng)的有機(jī)碳及有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了追蹤研究，分析了各類溫室氣體排放及回收的路徑，結(jié)合IPCC指南與直接排放過(guò)程的碳轉(zhuǎn)化規(guī)律，提出了較系統(tǒng)的污水處理

4、系統(tǒng)的溫室氣體排放的核算方法，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括：
　?、俪擎?zhèn)污水處理系統(tǒng)過(guò)程碳排放研究
　　通過(guò)對(duì)污水處理系統(tǒng)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化過(guò)程的追蹤，確定了污水處理系統(tǒng)溫室氣體的直接排放源為污水處理過(guò)程有機(jī)物的降解。根據(jù)污水處理系統(tǒng)的溫室氣體排放與回收的實(shí)際情況，將污水處理系統(tǒng)中的溫室氣體排放分類具體到五類，分別為：物質(zhì)類溫室氣體排放、能耗類溫室氣體排放、物耗類溫室氣體排放、碳匯類溫室氣體回收及資源類溫室氣體回收。分別對(duì)每類溫室氣體的

5、排放及回收路徑進(jìn)行分析，得出了各類溫室氣體的排放及回收關(guān)鍵因素。
　?、诔擎?zhèn)污水處理系統(tǒng)碳核算方法研究
　　根據(jù)各類溫室氣體的排放及回收的關(guān)鍵因素，結(jié)合IPCC指南，得出各類溫室氣體排放量及回收量的核算方法如下：物質(zhì)類溫室氣體排放中，CO2及 CH4的排放量由降解的有機(jī)碳量與化學(xué)計(jì)量系數(shù)的乘積計(jì)算得，N2O氣體的排放量由降解的總氮量與經(jīng)驗(yàn)排放系數(shù)的乘積計(jì)算得；能耗類溫室氣體排放量由污水處理系統(tǒng)總能源消耗量及其對(duì)應(yīng)排放系數(shù)的乘

6、積計(jì)算得；物耗類溫室氣體排放量由污水處理系統(tǒng)投加的各類藥品的總質(zhì)量及其對(duì)應(yīng)排放系數(shù)的乘積計(jì)算得；碳匯類溫室氣體回收量由污水處理系統(tǒng)中生態(tài)處理工藝的主體植物的固碳能力及其冠幅面積的乘積計(jì)算得；資源類溫室氣體回收量由污水處理系統(tǒng)中回收利用的資源量及其對(duì)應(yīng)的回收系數(shù)的乘積計(jì)算得。
　　③污水處理廠碳核算模型構(gòu)建與應(yīng)用
　　以城鎮(zhèn)污水處理廠為對(duì)象，構(gòu)建了污水處理廠碳排放核算模型，并選擇一日處理規(guī)模為5萬(wàn)m3的污水處理廠進(jìn)行了模擬核算

7、，得出不計(jì)入生源碳時(shí)，該污水處理廠的碳排放水平為0.474kg CO2/t水，其中直接碳排放水平為0.245kg CO2/t水，間接碳排放水平為0.229kg CO2/t水；計(jì)入生源碳時(shí)，該污水處理廠的碳排放水平為0.595kg CO2/t水，其中直接碳排放水平為0.366kg CO2/t水，間接碳排放水平為0.229kg CO2/t水。
　　通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)碳核算與碳平衡研究，提出了污水處理系統(tǒng)碳核算方法，并構(gòu)建了碳核算模