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，氣候變化已引起社會各界的反思，各國為應對氣候變化都制定了相應的溫室氣體減排計劃。我國計劃到2015年相比于2010年溫室氣體(greenhouse gases，簡稱 GHG)減排17％，各行各業(yè)都在大力開展節(jié)能降耗工作。而城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)則是一個不容忽視的較大的溫室氣體分散排放源，據估算，2003~2009年我國污水處理過程的直接排放類溫室氣體量均呈逐年增加趨勢，自2003年的0.53億噸 CO2當量增加到2009年的0.75億

2、噸CO2當量，年平均增加5.95%。由此可見，污水處理行業(yè)的溫室氣體排放量已不能忽視，應作為節(jié)能減排的重點。
　　針對污水處理系統(tǒng)高碳排放的現狀，基于政府間氣候變化委員會（IPCC）制定的溫室氣體清單編制的方法學指南，國內外學者開始了對污水處理系統(tǒng)的碳核算方法研究，現有污水處理系統(tǒng)碳核算方法都采用IPCC推薦的方法，排放系數都取自IPCC方法指南，但由于IPCC提供的排放系數是由國外的統(tǒng)計數據計算得出，不一定適用于我國的污水處理系

3、統(tǒng)，范圍較廣，適用于各種處理工藝和規(guī)模，針對性和可操作性較差；且IPCC認為污水處理系統(tǒng)由生物降解引起的CO2直接排放屬于生源碳，沒有將該部分CO2納入溫室氣體核算清單中，目前國際上對生源碳是否納入碳核算仍存在爭議。
　　為指導我國城鎮(zhèn)污水處理減碳技術的發(fā)展，實現碳減排的定量化，對污水處理系統(tǒng)的有機碳及有機氮的轉化進行了追蹤研究，分析了各類溫室氣體排放及回收的路徑，結合IPCC指南與直接排放過程的碳轉化規(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，主要研究內容和結論包括：
　　①城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)過程碳排放研究
　　通過對污水處理系統(tǒng)的有機物轉化過程的追蹤，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程有機物的降解。根據污水處理系統(tǒng)的溫室氣體排放與回收的實際情況，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。分別對每類溫室氣體的

5、排放及回收路徑進行分析，得出了各類溫室氣體的排放及回收關鍵因素。
　?、诔擎?zhèn)污水處理系統(tǒng)碳核算方法研究
　　根據各類溫室氣體的排放及回收的關鍵因素，結合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：物質類溫室氣體排放中，CO2及 CH4的排放量由降解的有機碳量與化學計量系數的乘積計算得，N2O氣體的排放量由降解的總氮量與經驗排放系數的乘積計算得；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應排放系數的乘

6、積計算得；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量及其對應排放系數的乘積計算得；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應的回收系數的乘積計算得。
　?、畚鬯幚韽S碳核算模型構建與應用
　　以城鎮(zhèn)污水處理廠為對象，構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m3的污水處理廠進行了模擬核算

7、，得出不計入生源碳時，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；計入生源碳時，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。
　　通過對城鎮(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，并構建了碳核算模