膜共生反应器的提出及其应用展望

当前以活性污泥法为主的污水好氧生物处理技术中多存在挥发性有机物逸散、温室气体排放以及氮磷处理不可兼得、高含氮污水缺乏碳源、高浓度的难降解污水处理效果不理想等主要问题。借鉴膜生物反应器对活性污泥法的改进经验,在高效藻类塘的基础上,联合应用膜过滤系统,提出"膜共生反应器"。该反应器通过膜过滤系统维持反应器内高浓度藻菌共生体,达到较好的有机物、氮、磷、重金属等污染物的去除效果;反应器无需供氧,节省能耗,具低碳潜力,且不易使水中挥发性有机物逸散至大气。膜共生反应器在含盐污水、含重金属污水、农村生活污水等处理领域具有较好的应用前景,也可在城市污水处理领域作为活性污泥法氧源兼污水处理设施加以应用。     

城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法与案例研究

针对城镇污水处理厂的污染物与温室气体如何实现协同减排核算问题,该研究提出了城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体的核算边界、协同机制和核算方法,并通过实例进行验证分析,给出了如何核算污染物去除的协同控制效应和协同程度.结果表明:①污水处理厂污染物去除与温室气体排放之间存在关联机制,厌氧环境去除COD_Cr会产生CH₄,污泥厌氧消化过程也可产生大量CH₄,硝化和反硝化过程中去除TN会产生N₂O.②城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算可分为确定核算边界、选择核算方法、收集活动水平数据与确定排放因子、质量控制、形成核算报告等步骤.一方面构建了污染物去除量计算公式,去除量涵盖CH₄回收量、COD_Cr和TN去除量、污泥处理量;另一方面构建了温室气体排放量计算公式,排放量涵盖回收CH₄产生的温室气体减排量、去除COD_Cr产生的温室气体排放量、处理污泥产生的温室气体排放量、去除TN产生的温室气体排放量.③案例分析结果表明,该污水处理厂污染物去除并没有协同减排温室气体排放量,从温室气体排放强度来看,单位COD_Cr去除量、单位TN去除量和单位污泥处理量产生的温室气体排放量分别为0.051 3、2.435 6和0.546 0 t,单位TN去除量产生的温室气体量（2.435 6 t）最大,其次为污泥处理（0.546 0 t）;从温室气体排放总量来看,该污水处理厂使用电力间接排放的温室气体量（1 362.68 t）最大.研究提出的城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法可行,能够根据污水处理厂相关数据判定污水处理不同环节污染物去除和温室气体减排二者间的关系.针对核算过程中存在的数据不确定性问题、质量控制问题以及如何实现减污降碳协同增效等方面提出了相应的完善方法,如在质量控制中可通过制定核算方案、监测方案与计划,开展核算人员业务培训,进行数据核验,测量仪器校准和调整等提高核算质量.研究显示,在碳达峰碳中和的“双碳”目标约束下,城镇污水处理厂在进行污水处理时需要全面考虑各种因素,建立协同控制的治理体系,实现减污降碳协同增效的最大化.      

国内外污水污泥系统温室气体排放研究方法

近年来温室气体的排放被认为是全球重大环境问题之一,而污水污泥系统由于排放量大、工艺复杂、标准不一等原因至今还无一套能准确核算且广泛适用的排放清算体系。简述了国内外污水污泥处理系统中温室气体排放的一些核心观点,并从核算方法、体系范围、研究角度、评价标准四个角度进行全方位分析比较,以期能对该排放清算体系的建立与完善提供参考。     

西安污水处理厂温室气体排放及减排对策研究

随着环保要求的不断提高,我国污水处理设施建设及运行水平相应提高,但污水处理过程中产生的温室气体往往被忽略。以西安某污水处理厂为例,分析了污水处理厂温室气体主要来源,采用IPCC推荐方法从直接排放与间接排放两方面核算了该污水处理厂温室气体排放量,总结出有利于污水处理厂节能减排、减少温室气体排放的途径,对污水处理厂实施气候友好型环境管理具有借鉴作用。     

生物法在炼化污水深度处理中的应用

目前,国内炼化企业大多采用“隔油-浮选-生化”的“老三套”工艺处理污水,二级出水中仍含有较多的COD、氨氮、有毒物质、悬浮物质等,直接排放会给水体自净过程增加负担,造成水体富营养化等问题;若回用于工艺,则会造成堵塞系统,腐蚀设备等问题。因此国家制定了GB8978—1996污水综合排放标准。为满足新的排放标准,结合国内外发展现状,介绍了几种常用的生物深度处理技术,作为选择相关污水达标排放及回用处理方法的参考。     

城市污水收集与处理系统碳排放监测评估技术研究进展

城市污水收集处理在保障公共卫生与健康等方面发挥着重要作用。近期有研究指出,城市排水系统和污水处理厂在运行过程中会直接或间接地产生温室气体排放。如何精准地监测评估城市排水系统与污水处理厂的碳排放水平,从而科学地提出污水治理碳减排路径与碳中和模式,是城市水污染控制协同实现"碳达峰、碳中和"目标的关键突破口,也是当前环境领域的科技前沿和重点。结合文献调研和前期研究基础,以城市排水系统和污水处理厂为主要对象,总结当前温室气体排放监测与量化评估的研究现状,并探讨影响碳排放监测评估技术发展的关键瓶颈问题,提出碳减排路径构建的科学思路,为研发新一代城市污水收集与处理系统碳排放监测评估技术提供建议路线。     

基于排放因子法的中国主要城市群城镇污水厂温室气体排放特征

温室气体产生是"碳中和"背景下污水处理行业亟待解决的问题之一,准确掌握我国主要城市区域污水处理厂温室气体的产生特征和变化规律是制定减排政策的前提。基于污水处理量的排放因子法,建立了2015-2019年中国五大城市群城镇污水处理厂温室气体二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的排放清单,分析了温室气体排放的时空分布和影响因素。结果表明:五大城市群城镇污水处理厂温室气体排放量逐年升高,长江三角洲城市群排放量始终最高,2019年达到2042.78 Gg CO₂-eq,汾渭平原城市群排放量最低;珠江三角洲城市群人均温室气体排放量最高,2019年达到20.36 kg/人;相关性分析显示,污水厂温室气体排放量与人口、GDP、污水处理能力和污水处理率呈显著正相关。     

海南省废弃物处理温室气体排放估算研究

废弃物处理所释放的甲烷、二氧化碳和氧化亚氮是温室气体排放估算的组成部分之一.通过对海南省废弃物处理固体废弃物填埋、焚烧、生活污水以及工业废水过程中温室气体排放的估算,得出废弃物处理温室气体排放清单.2010年海南省城市废弃物处理温室气体排放以CO2当量计算总量为65.79万吨,同时进行了不确定性分析,不确定性约为30％,并提出拟采取的降低不确定性措施,为今后不断完善废弃物处理温室气体排放清单编制提供依据.     

富营养化对城市水体温室气体排放的影响

富营养化是城市水体存在的重要环境问题,城市的河湖生态系统一般都是温室气体重要的源,治理城市水体富营养化和减少温室气体排放是解决城市生态环境问题的迫切需求。为了深刻理解富营养化对城市水体温室气体排放通量的影响,文章通过文献研究和数据再分析,综述了水体富营养化状态下碳、氮、磷等营养盐指标和水质指标对城市水体温室气体总增温潜势和水-气界面温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)排放通量的影响。结果表明：城市水体总增温潜势、水-气界面温室气体排放通量与水体碳、氮、磷等营养盐指标呈显著正相关关系,与水体溶解氧、p H呈显著负相关关系。可见,富营养化状态下营养盐的增加会促进城市水体水-气界面温室气体通量排放,说明减污与降碳可以协同增效。     

武汉市废弃物处理温室气体排放和控制对策

对武汉市2005、2010和2012年废弃物处理温室气体排放量进行了核算,结果表明2005、2010和2012年废弃物处理中生活垃圾填埋和废弃物焚烧产生的温室气体量最大,占折算为碳含量后的71.46%以上,是武汉市废弃物处理温室气体排放的重要来源。填埋产生的温室气体在2010年达到峰值,因填埋量减少、焚烧量增加导致焚烧产生的温室气体量增加。废水处理中温室气体的量相对较小,产生甲烷(CH_4)约0.44至0.67万t。废水处理中温室气体排放量随着污水收集率逐步提高而降低,而又随污水总量增加而增加。总体来说,废弃物处理中二氧化碳(CO_2)排放量逐年增加,CH_4先增加后降低,氧化亚氮(N_2O)逐年增加。此外,武汉市固体废弃物处理温室气体排放主要控制填埋量和焚烧量,而加强废弃物的收集和管理,以及技术提升、生态修复、增加植被碳汇将是武汉市废弃物处理温室气体控制和减排的重要措施。     

不同污水处理工艺N_2O减排方法研究进展

污水处理过程中产生强温室气体N_2O的问题已经受到广泛关注,如何在保证处理效率的同时实现N_2O有效减排成为水处理领域面临的重要问题。综述了传统生物脱氮除磷工艺和同步硝化反硝化、反硝化除磷、厌氧氨氧化等新型污水处理工艺运行过程中N_2O的产生机理、减排方法和减排量,为相关领域的研究人员提供参考。     

中国城镇污水处理厂温室气体排放时空分布特征

城镇污水处理厂由于运行过程中能够大量产生二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O),而被视为重要的人为温室气体释放源.采用基于污染物削减量的排放因子法建立了2014年中国城镇污水处理厂温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放清单,并分析温室气体排放的时空分布和影响因素.结果表明,2014年中国城镇污水处理厂温室气体排放总量(以CO_2-eq计)为7 348.60 Gg,CO_2、CH_4和N_2O排放量分别为6 054.57 Gg、27.47 Gg(769.08 Gg,以CO_2-eq计)和1.98 Gg(524.95 Gg,以CO_2-eq计);各省份间排放量差异明显,华东地区排放量较高,西北地区排放量较低,西藏几乎没有排放,2005~2014年这10年间中国通过城镇污水处理厂排放的温室气体总量增长了229.4%,CO_2、CH_4和N_2O的涨幅分别为217.9%、217.9%和520.3%;地区经济的发展水平和污水处理量与当地城镇污水厂温室气体释放量相关性最大,人均蛋白质供应量与城镇污水厂N_2O产生量密切相关.     

碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.     

高浓度有机废水处理领域的CDM项目分析

清洁发展机制(CDM)项目的开发,既有利于发达国家温室气体减排任务的实现,又有利于发展中国家技术的进步。针对高浓度有机废水的特点,结合河北省石家庄市某酿酒厂废水处理沼气发电项目,对高浓度有机废水处理中的沼气发电CDM项目进行了分析,根据CDM方法学AMS-III-H计算该项目的减排量。结果表明,在CDM机制下该项目年减排量预计为39,378 tCO2,并可以获得可观的资金收益。大大减少了温室气体的排放量,具有良好的社会、经济和环境效益。     

欧盟甲烷减排战略对我国碳中和的启示

欧盟于2020年10月出台了《欧盟甲烷减排战略》,以支撑其中长期温室气体减排目标。该战略共提出了五个领域的24个行动方案。欧盟将油气行业作为重点,设置了两个强制性的政策来完善能源部门的温室气体监测、报告和核查制度,并禁止天然气放空和燃烧。农业领域以加强全生命周期甲烷排放核算、减排技术等方面研究,编制最佳减排实践和技术清单为主要措施。在废弃物管理领域,欧盟将主要修订废弃物管理方面的立法和废水处理标准并加强监管。全球层面,欧盟提出希望联合包括中国在内的主要油气进口国家,推动建立全球性的监测、报告和核查标准,分享其甲烷超级排放源探测的卫星数据等措施。我国提出2060碳中和愿景后,下一阶段温室气体减排将会从能源相关二氧化碳减排为主扩展到全部温室气体减排。建议我国和欧盟在甲烷减排方面开展广泛合作,借鉴欧盟的经验,尽快制定我国甲烷减排近期、中期、远期目标和行动计划,推广甲烷减排技术,加强科学研究和技术研发,探索在国家碳市场交易体系中纳入甲烷等非二氧化碳气体的时机和方案,鼓励大型能源企业加入国际甲烷减排倡议以提高能力,逐步完善我国甲烷减排相关政策和制度环境,打造我国在低碳领域的经济和技术竞争力。     

生活垃圾分类对固体废弃物和温室气体协同减排的影响研究——以浙江省为例

通过垃圾分类解决垃圾处理问题、促进资源循环利用已成为普遍共识,生活垃圾分类对垃圾处理过程温室气体减排的协同作用日益凸显。废弃物处理是浙江省温室气体排放尚未达峰的领域之一,因此废弃物处理领域特别是生活垃圾处理领域的温室气体减排,对浙江省温室气体排放全面达峰至关重要。本研究基于生活垃圾处理过程温室气体排放核算方法,设定到2022年浙江省未全面推进生活垃圾分类和全面推进生活垃圾分类两个情景,预测和比较两种情景下生活垃圾产生量、分类回收量及处理过程产生的温室气体排放量。结果显示,通过推进生活垃圾分类,生活垃圾处理过程温室气体排放量减少24%,且焚烧处理过程减排效果更明显,可促成生活垃圾处理温室气体排放的提前达峰。基于上述结论,本研究最后针对生活垃圾分类工作及末端处理方式提出了三点建议。     

白酒酿造污水生化处理方法研究

针对白酒酿造中产生的污水处理方法问题,文中介绍了实验材料与方法,主要包括酿酒污水来源、酿酒污水处理工艺、酿酒污水试验装置的启动和分析方法的介绍,给出了结果与讨论,主要包括污水中CODcr的变化情况、污水中总氮变化情况、污水中氨氮变化情况、污水中固形物变化情况、污水中总磷变化情况和存在的问题探讨,文中通过对间歇式活性污泥法,生物脱氮除磷法和生物氧化沟法,通过这三种处理污水的方法,得出AAO的处理效果可以利用.