碳中和视角下污水处理现状与展望

碳中和背景下,污水处理厂不仅要实现水资源的可持续性,还要实现碳减排。若在污水处理过程中对污水中潜在的化学能和热能进行回收利用,则可弥补污水处理厂运行中的能量损耗,甚至达到碳中和的目标。为探明污水处理厂实现碳中和的可行性,通过对国内外污水处理厂实现碳中和案例的解读分析,总结了实现碳中和目标的实施途径和主要减排工艺,并提出...     

上海某污水处理厂碳排放分析及减碳路径探索

文章研究了污水处理厂碳排放路径,掌握污水处理厂碳排放情况,为未来实现“双碳”目标提供理论数据支撑。以上海一家污水处理厂为例,年度碳排放量采用《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》推荐方法、《国家温室气体清单指南》(IPCC)提供的部分温室气体排放因子和国内公开的相关排放因子进行核算。分析了各范围年度碳排放量,电能产生的间接碳排放为该污水处理厂年度温室气体排放总量的47%,是污水处理厂主要温室气体产生源头,是该厂碳排放减排重点对象。并结合污水厂实际情况提出减碳可行性路径,但实现污水处理厂的碳中和要充分利用污水中隐藏的能量,需探索污水厂出水中的余温热能在外供方面的应用路径。研究结果将对其他污水处理厂的减碳工作起到一定的借鉴作用。     

污水处理厂碳中和运行技术研究进展

全球变暖导致的自然灾害频发是当今世界关注的主要问题之一，各国纷纷制定了各自的碳中和目标。污水处理行业本应是绿色家族的一员，但如今却是碳排放和耗能大户，其低碳转型迫在眉睫。文中从节能和开源两个角度详细介绍了实现污水处理厂碳中和运行低碳转型的技术；如节能方面可以应用低能耗的碳氮两段法(新型AB工艺)、提高设备性能和设备运行的供需平衡；开源方面可以开发污水中的化学能和物理热能。研究可以为实现污水处理行业低碳转型提供借鉴。     

城市污水处理厂温室气体的排放及减排对策

近年来,我国污水处理事业得到了大力的发展,污水处理厂污染物减排能力逐年提升。然而,污水及剩余污泥处理处置过程中温室气体的排放问题却没有得到应有的重视。本文系统阐述了城市污水处理厂温室气体的来源,并从污水处理工艺的选择、工艺运行参数的科学调控、剩余污泥的处理处置和资源化、处理水的回用等方面提出了温室气体的减排对策,从而为开展污水处理厂温室气体减排的研究及低碳运行的实践提供借鉴。     

基于案例的污水碳捕获技术研究进展

介绍了碳中和背景下以“高效碳捕获-自养生物脱氮-碳源厌氧消化”新型A-B工艺为主体的污水碳捕获及改向理念，基于案例分析了以高负荷活性污泥法（HRAS）、化学强化一级处理技术（CEPT）、膜生物反应器（MBR）为主的A段碳源捕获工艺，最后对目前主流的改向后续回收利用途径进行了分析，认为我国污水处理厂有很大潜力实现碳中和运行。但是，各种技术都存在一定的缺陷，考虑今后对于几种技术短板的探索会成为研究重点和难点。此外，厌氧消化是目前将捕获碳源回收最具效益的方法之一，但是对于发酵液中氨磷的回收、VFAs产出及用于脱氮的可行性研究不足，还需通过微生物学等机理性研究，进一步分析整体系统工艺的稳定性、后续回收能量及资源集中利用的可行性。     

碳中和在污水处理厂的实践途径与应用进展

碳中和运行是污水处理行业今后的发展方向,具有低能耗、低排放、可持续等优点。综述了碳中和在污水处理厂的实践途径,具体包括污水余温热能利用、污泥热电联产、原水碳源捕集、太阳能光伏发电、低能耗污水处理工艺的应用及高能耗设备的节能改造等,并对应用较为成功的工程案例进行了分析说明。在此基础上提出了解决制约污水处理厂碳中和实现的重点任务,包括从政策渠道打通污水处理厂与用户之间的热网连接通道,大力推进城市排水系统雨污分流改造并强化原水碳源捕集,开发具有高度稳定性的太阳能储能技术,强化低能耗工艺运行机理与控制因素的研究等。     

巢湖流域某城镇污水处理厂污染物去除协同温室气体排放研究

针对城镇污水处理厂减污降碳协同控制的新要求，根据《城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算技术指南(试行)》，核算了巢湖流域某污水处理厂的污染物去除量及温室气体排放量，并提出了相应的减排管理对策。结果表明：通过实施曝气系统精确控制、内回流比优化、减少全流程跌水复氧、提升污水处理负荷率等措施，该污水处理厂取得了污染物去除协同温室气体减排的效果，COD和TN去除量分别从9561.10和1601.77t/a提高至11583.06和1864.85t/a，分别增长了21.15%和16.42%；处理单位污水产生的温室气体排放量从0.3574降低至0.3009kg[CO_2eq]/m³，降低了15.81%。     

污水处理中实现碳中和的几种方法——评判与建议

为应对全球气候变化,习近平主席在联合国大会提出实现"碳中和"的愿景,各行各业积极响应,关于如何推动各自行业内的低碳发展以及政策制定的讨论日益高涨.文章结合污水处理单元综述了污水处理厂内潜在的能源结构,浅谈实现污水处理碳中和的途径,并对今后处理过程中能源的利用手段及规范作出展望,以期污水处理环节早日实现碳中和.     

污水处理过程中的“碳中和”技术

全球变暖愈演愈烈,其主要原因在于大量的温室气体二氧化碳的排放。为此低碳生产、生活势在必行,于是近年来许多学者提出了碳中和理念。在污水处理过程中水中的COD被微生物消耗,却产生了温室气体二氧化碳并排入了空气当中,与此同时曝气等过程中的动力消耗也产生了许多温室气体。水污染解决了却将污染转移到了空气当中。为实现碳中和的概念,污水厂首先剖析污水处理与碳排放之间的关系,明确发掘污水/污泥中有机能源对CO_2的综合减排效果,再据此提出细化的低碳技术。     

面向碳中和的污水低能耗脱氮及氮回收技术探讨

为应对严重的水污染问题，污水排放标准越来越严格。污染物的深度去除，通常需要消耗大量的电能并经常性投加大量的化学药剂，这导致污水厂间接碳排放量巨大，环境效益降低，违背低碳可持续发展的原则。污水碳中和的达成可通过节能降耗、资源回收以及自身产能来实现。在能源紧缺，实现碳中和迫在眉睫的背景下，全面推进节能降耗技术的应用是最现实且有望短期实现的策略。脱氮是目前城市污水处理厂的关键任务，能耗占比大，本文即针对现有的污水脱氮途径和技术，从降低能源消耗以及实现资源回收两个方面出发，对能耗低、具有可持续性且具有应用前景的工艺进行总结。重点对厌氧氨氧化工艺（Anaerobic ammonium oxidation, Anammox），以及能实现能源回收的CANDO(Coupled aerobic-anoxic nitrous decomposition operation)工艺进行更为全面系统的综述，指出现有的技术问题和研究瓶颈，以期为污水脱氮技术的低碳发展及工程应用提供参考。     

城镇生活污水厌氧氨氧化处理的研究进展

厌氧氨氧化技术在城镇生活污水脱氮领域有巨大应用前景,在降低投资、低耗运行和污泥减量等方面具有重要优势,成为城镇生活污水处理的研究热点。本文综述了近年来厌氧氨氧化技术应用于城镇生活污水处理的最新研究进展,首先分析了有机物、污泥龄、溶解氧、温度及污泥截留等影响因素,认为厌氧氨氧化技术适宜处理城镇生活污水,并提出了相应技术挑战;探讨了侧流和主流厌氧氨氧化处理工艺在城镇生活污水处理中的优势、调控条件和现场应用效果。同时,根据现有研究结果,认为低氨氮浓度下保证稳定的亚硝态氮积累、低温条件下厌氧氨氧化稳定、厌氧氨氧化菌的快速富集以及主流工艺的推广应用等方面是城镇生活污水厌氧氨氧化处理大规模应用的瓶颈问题,并提出了厌氧氨氧化未来发展趋势。     

污水处理厂运行工况对温室气体排放的影响

市政污水处理厂是城市的重要基础设施之一,其因在运行过程中产生大量的CO₂、CH₄和N₂O等气体而被视为温室气体（GHGs）的重要来源之一,同时又因其减排潜力较大,引起了各界学者的广泛关注。GHGs减排需求正推动着污水处理厂朝着优化核心运行参数及资源能源回收的低碳方向发展。本文简述了污水处理厂中GHGs直接排放的主要环节和产生机理以及目前常用核算方法中存在的主要问题,并总结了污水处理厂运行工况的变化,包括温度、pH、进水C/N、污泥停留时间（SRT）、亚硝酸盐浓度、溶解氧（DO）浓度对其直接排放的GHGs的影响。分析表明进水C/N、DO浓度、pH和亚硝酸盐浓度对GHGs的排放影响较为明显且它们的变化更易于进行人为干预,人为减排潜力较大。最后总结了目前已有相关研究存在的主要问题以及对未来研究方向的展望,以期为污水处理厂优化运行工况和GHGs减排提供参考。     

城市污水污水处理厂氮磷去除的研究

城市污水处理厂的氮磷的去除成为较难控制的目标,已经成为我国目前多数污水处理厂的现状。本文从十五里河污水处理厂设计工艺流程,实际运行条件出发,选取污水处理厂运行两个月的数据分析入手,分析进水条件,实际控制条件,得出氮磷不达标的原因,同时给出结论和建议。     

城市污水处理厂进水浓度低原因及其对策的研究

随着国家对节能减排工作的重视,对城市污水处理厂的处理效能、进水浓度提出更高的要求。针对城市污水处理厂进水浓度低的情况,对污水管网展开调查,找出了问题产生的原因,并提出了相应的对策,以供提高污水处理厂进水浓度作为参考。     

珠三角某A/O工艺污水处理厂运行实例分析

文章对珠三角某A/O生物脱氮工艺的污水处理厂从工程简介、处理工艺、日常运行、维护管理多方面进行分析,对其运行效果、效益等进行评估总结。结果表明该污水处理厂在面临进水水量、水质波动极大时仍能保持稳定的生产状态,良好的出水水质。其脱氮工艺控制良好,氨氮去除率达99%,出水氨氮年均值仅为0.2 mg/L。本文对该A/0工艺污水厂运行实例的分析评价结果可用于指导污水处理厂的运行,对其他相同或相近工艺的的污水处理厂的运营管理有一定的指导作用和参考价值。     

基于总氮达标的河南省某污水处理厂提标改造工艺研究

总氮达标排放是目前城市污水处理厂提标改造的重点。在对河南省某污水处理厂进水水质调查分析的基础上,针对原有工艺存在总氮超标的风险,进行"增加碳源精准投加系统并将生物池运行工艺调整为倒置A2O工艺"的提标改造,提高了污水中总氮的去除效率,确保污水处理厂出水稳定达标排放。结果表明:自2018年5月调试运行以来,出水水质稳定达到贾鲁河流域水污染物排放标准(DB 41/908-2014)。     

城市污水处理厂节能降耗途径

城市污水处理是一种高能耗的产业。污水处理过程消耗的能源主要包括电能和燃料、药剂等。本文从城市污水处理厂的污水提升,污水处理工艺,污泥处理以及管理方面,分析污水处理过程中的耗能情况,并提出各处理阶段,特别是污泥厌氧消化工艺的节能降耗途径。综合以上分析,城市污水处理厂有较大的节能降耗潜力,通过改进工艺、引进新技术、建立完善的节能管理机制,将是今后污水处理厂节能降耗的重要途径。     

污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧强化内源反硝化深度脱氮

目前,如何经济有效地实现低C/N生活污水深度脱氮仍是污水处理厂面临的一个重大挑战。理论上后置反硝化可以实现深度脱氮效果,但往往由于缺乏外碳源难以同时满足经济高效脱氮。本研究建立的新型污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺有利于富集培养以Candidatus Competibacter为主的反硝化聚糖菌(DGAOs),能够开发与利用内碳源脱氮。该系统长期处理低C/N (3.2)实际城市生活污水,TIN去除率达91.81%,出水TIN浓度为4.36 mg·L^-1。此外,提高第二污泥回流量增加了缺氧区的MLSS同时提升了比内源反硝化速率,是深度氮去除的主要原因。随着去除效果的提升,充分的厌氧环境使得内碳源贮存量升高,脱氮效果呈现正向循环。二沉池底部产生的额外碳源随第二回流引入系统进一步强化脱氮。本研究阐明了污泥双回流-AOA系统节碳脱氮的原理与关键,为低C/N城市污水的脱氮效率提供了一种可行性。     

山东省城镇污水处理设施运营方式及其市场化改革趋势分析

对山东省城镇污水处理厂的调研结果显示其规模以V类污水处理厂为主,比例达到了77.5%;运营方式以国有企业化管理所占比例最大,为43.4%,市场化运营方式主要为BOT(建设—运营—转让)和TOT(移交—经营—移交)方式,合资合作方式较少。有4座污水厂由事业体制改为国有企业化管理,16座由事业体制和8座由国有企业化管理改为TOT方式运营。污水处理厂改制后COD去除率从原来的79.3%～82.1%提高到85.3%～86.4%,运营成本由改制前的0.84～0.89元/m~3·d降低至0.69～0.77元/m~3·d。通过各项指标的对比,显示较大规模的污水处理厂由事业体制转变成TOT方式后运营成本降低最为明显,而以BOT方式建设投资最省。     

新型厌氧水解酸化-短程反硝化厌氧氨氧化工艺同步处理生活污水和含硝酸盐模拟废水

构建新型厌氧水解酸化(AnHA)-短程反硝化厌氧氨氧化(PD/A)工艺,实现了低碳氮比模拟生活污水和低浓度硝酸盐模拟废水的同步和高效处理。通过控制进水NO₃^--N/NH₄⁺-N=1.2、COD/TN=2.36,调控生活污水分段进水比为3∶7,AnHA反应器HRT=3.2h,AnHA-PD/A系统实现了94.78%TN去除,相应出水TN浓度仅为5.47mg/L,远低于我国城镇污水处理厂一级A排放标准。稳定运行期间,PD-Anammox过程作为AnHA-PD/A系统内最为主要的氮素去除过程,其对系统TN去除贡献率高达95.87%。气相色谱结果表明,乙酸作为AnHA出水主要有机成分(43.65%),即优质碳源供给极大地促进了PD/A系统内NO₂^--N供给过程。微生物高通量测序表明,Commamonas和Omatilinea作为AnHA系统内相对丰度最高的水解和酸化菌属,在大分子有机物的降解产酸过程中发挥重要作用,相应丰度分别为2.97%和3.74%;PD/A系统...