随着碳中和目标的提出,污水处理厂温室气体排放管理受到重视。进行污水处理厂的碳核算,有利于生态环境部门全面掌握污染物和温室气体排放现状、变化趋势及分析关键控制点,是制定碳减排途径的前提。本论文以大连市四个具有不同核心工艺的污水处理厂(#1污水处理厂为反硝化生物滤池+曝气生物滤池工艺,#2污水处理厂为改良型氧化沟工艺,#3污水处理厂为厌氧水解+卡鲁赛尔氧化沟工艺,#4污水处理厂为AO+生物膜工艺)为研究对象,采用以物料平衡法为主,排放因子法为辅的核算方法,对污水处理厂全厂和各个处理单元温室气体排放水平进行了核算,比较和分析了不同工艺污水处理厂和处理单元排放强度的差异,提出了碳减排可行途径,并设计开发了污水处理过程碳核算平台。论文主要成果如下:(1)根据温室气体核算结果,#1-4污水处理厂年碳排放强度依次为264.74kg CO-eq/m、316.38kg CO-eq/m、337.65 kg CO-eq/m和541.82 kg CO-eq/m。不同污水处理厂最大碳排放来源有所不同,其中,电力消耗造成的间接碳排放强度在#1污水厂和#2污水处理厂比重最大,分别为53.73%和49.95%。生化过程造成的直接碳排放强度在#3污水厂和#4污水厂比重最大,分别的69.41%和52.92%。(2)比较不同工艺污水处理厂的碳排放强度水平,发现从高到低依次为AO(Anaerobic-Anoxic-Oxic,厌氧-缺氧-好氧法)+生物膜工艺、厌氧水解+卡鲁赛尔氧化沟工艺、改良型氧化沟工艺和DN+CN(反硝化生物滤池+曝气生物滤池)工艺。比较各污水处理厂处理单元排放水平,生化单元排放均最高,占总体碳排放量的70%～80%。另外,较大规模的污水厂电力消耗带来的碳排放强度较小,而小规模污水厂电力消耗带来的碳排放强度较大。(3)针对污水处理厂碳排放核算工作中存在的实际问题,开发了适用于城市污水处理厂和其它污水处理企业(或部门)的简单实用的污水处理碳核算平台(小程序),便于企业及时了解自身碳排放情况,指导企业碳减排,提高企业碳管理水平。经验证,该工具核算结果与前述核算结果完全吻合。(4)基于全厂和单元温室气体核算结果,提出了适用于研究对象的可行减碳路径。对排放类型中以电力消耗产生的间接排放类最大的污水处理厂,可以通过节能、绿电替代、能源回收等方式减少碳排放;对排放单元中以生化处理单元排放为最大的污水处理厂,可以通过改进处理工艺,提高设备效率等方式减少碳排放。
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