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.     

城镇污水处理厂总量减排现场核查要点分析

从现场水量、水质、运行状况核查等3个方面来衡量城镇污水处理厂总量减排主要参数,即:日污水处理量、污水处理厂运行天数、进出水CODCr质量浓度等,以此对城镇污水处理厂CODCr减排进行核算.     

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。     

低碳氮比进水AAO污水处理厂低碳运行

为探明低碳氮比进水条件下AAO污水处理厂的碳排放特征,提出可行的低碳运行策略,基于排放因子法对7座低碳氮比进水AAO污水处理厂(分为AAO组和AAO-MBR组)运行1a产生的碳排放进行核算与评价,对具有显著低碳表现的污水处理厂开展全流程分析剖析其碳减排途径.结果表明,电耗和N₂O排放是主要碳排放来源,分别贡献49.43%和25.75%的碳排放.AAO-MBR组以间接碳排放为主,电耗碳排放占至约60%,而AAO组生物作用导致的直接碳排放占主导. AAO组平均吨水比碳排放显著低于AAO-MBR组(0.47和0.79kgCO₂eq/m³),更具低碳运行潜力. 7座污水处理厂中,WWTP7各项比碳排放评价指标均为最低,意味着其最具低碳运行能力.充分利用进水碳源,多路径协同脱氮除磷同时精准控制溶解氧浓度避免过曝气是其大幅削减能耗和物耗,实现碳减排的关键路径.     

中国城镇污水处理厂温室气体排放趋势及驱动因子识别

为实现我国城镇污水处理厂绿色发展,助力实现“双碳”目标,通过测算2014-2020年我国各省(自治区、直辖市)城镇污水处理厂温室气体排放量(不包括西藏自治区和港澳台地区数据,下同),分析各省份污水处理厂水-能关系及空间格局变化趋势,并基于随机森林模型识别影响城镇污水处理厂温室气体排放的驱动因子,探究各因子对碳排放总量的影响程度.结果表明：(1)我国2020年城镇污水处理厂温室气体排放总量(以CO₂当量计)为33.26 Mt,较2014年增长了45%.全国人均排放量为22.9 kg/a,单位GDP排放强度为3.19 kg/(10⁴元),吨水排放强度为0.589 kg/m³,均存在北高南低的特征.(2)华北地区城镇污水处理厂温室气体间接排放占比最高,天津市水-能关系最为合理,GWFRE(灰水足迹削减率)与eGWFR(单位能耗下的灰水足迹削减效率)分别为4.57、9.14.(3)全国城镇污水处理厂温室气体排放的空间自相关性逐年加强,热点区域面积逐年减小,冷点区域面积逐年增加,局部格局呈显著的南北分异.(4)驱动因子中人口数量、...     

中国污水处理厂甲烷排放研究

基于实测排放因子矩阵和排放源(污水处理厂)层面的活动水平,较为彻底地自下而上核算了中国2012年所有污水处理厂的CH4排放量.结果表明,中国污水处理厂总CH4排放为52642t,其中生活污水处理厂排放39921t,占75.84%,工业污水处理厂排放12721t,占24.16%.福建、江苏、浙江等省的CH4排放量最高,宁夏、青海、西藏等省的排放量最低.生活污水处理厂的CH4排放占主体,主要原因是全国生活污水处理厂去除的COD量远高于工业污水处理厂的去除量.全国仅福建和江苏两省的工业污水处理厂的CH4排放量超过了生活污水处理厂的排放量.相比国家信息通报2005年排放结果,本研究的结果比其低,主要是由活动水平和排放因子的差异造成.中国99.93%的城市污水处理厂年平均COD进口浓度都低于1000mg/L,85.94%的工业污水处理厂年平均COD进口浓度低于1000mg/L,导致厌氧工艺处理的COD量较少.中国污水处理厂去除掉的COD量仅是全国COD总去除量的小部分,而大多数(64.98%)的COD是在工业企业内部被去除掉的,而这部分废水的COD浓度较高,故企业内部的废水处理应该是污水处理部门主要的CH4排放源.此外,还有相当于全国COD产生量三分之一的COD排入自然环境,这一环节的排放因子研究较为缺乏.     

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.      

天津市生活污水甲烷排放量估算研究

气候变化问题是当前人类发展面临的重要挑战,甲烷作为重要的温室气体来源,其引起气候变化的作用不容小觑。污水处理甲烷排放是全球重要的甲烷排放源,并且增长快、减排潜力较大。生活污水中BOD含量是甲烷排放量核算中重要的活动水平数据,而我国又缺乏BOD统计量,需要尽快形成BOD/COD地方特征值以便更加准确地估算生活污水甲烷排放量,并为各省市温室气体清单的编制提供基础数据支持。本文通过天津市2012-2015年污水处理厂BOD/COD实测数据估算得出各年度天津市系统处理与排入环境污水的BOD/COD特征值,据此估算各年生活污水甲烷排放量。最终,结合估算结果提出污水处理部门温室气体减排对策建议。     

集中式污水厂重金属排放限值及其控制进展研究

介绍了中国集中式污水厂污水处理现状,主要包括污水厂进出水监测指标和进出水水质指标设计不足,重金属处理效果不明显;同时对国外污水处理现状以及重金属排放限值进行比较,探讨了中国污水处理厂污水中重金属排放限值及控制的问题,污水中重金属处理工艺未设计,进出水水质指标未将重金属指标纳入设计中,重金属排放限值远高于发达国家限值.结合现状分析,提出加强污水处理厂重金属源头控制与排放限值监管的相关建议,以确保排放水体的环境安全.     

关于污水处理厂进水水质特征分析

城市用水与污水处理一直是制约城市发展的问题之一。目前,我国城市污水处理厂存在进水负荷动态变化大的现象,一定程度上降低了污水处理工艺中的脱氮除氧能力,对生化系统产生负面影响。在进行污水处理时需要重点做好对污水处理厂进水水质的分析,综合考虑多种影响因素。本文主要针对污水处理厂进水水质的特征进行分析,今后污水处理工艺的提升提供参考与借鉴。     

市政污水处理厂改良SBR工艺除磷效果分析

某市政污水处理厂采用改良SBR工艺,在调试期间,由于除磷效果差,出水不能达到国家标准。通过监测实际进出水水质,调节SBR及除磷的运行工艺参数,最终找到稳定运行的最优参数,使出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。     

基于减污降碳和水质目标约束下的黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值研究

为科学合理地提出黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值,实施精准科学治污,持续改善黄河干流兰州段水环境质量,本文以兰州市城区四座有代表性的污水处理厂(西固、七里河安宁、盐场和雁儿湾污水处理厂)为研究对象,统计四座污水处理厂主要污染物排放浓度、中水回用率、主要污染物去除率及减排效果,分析四座污水处理厂入河排污对黄河干流兰州段水质的影响,梳理污水处理厂运行阶段的碳排放情况.结果表明：(1)兰州市城区四座污水处理厂中水回用率低,介于0.86%～4.66%之间.(2)四座污水处理厂主要污染物的去除率高于国内污水处理厂主要污染物去除率的平均水平,COD、NH3-N年均减排量分别为114 584.1、8 234.6 t,减排效果明显.(3)在黄河枯水期上游来水水量小、水质接近或超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质目标限值的条件下,叠加区间其他入河排污口的影响,兰州市城区四座污水处理厂均按照设计规模及设计出水水质排污会对下游河段水质造成影响.因此,不能一味地追求出水水质,盲目提标改造,要综合考虑污水处理厂运行过程中的碳排放,在满足受纳水体水质目标前提下,统筹考虑减污降碳.     

污水处理厂N2O的释放特征和减排途径研究

温室气体N2O含量的增加对气候变化产生显著影响,针对污水处理行业N2O减排控制的发展趋势与需求,以典型污水生物处理工艺为对象,对N2O产生机理、释放特征和核算、影响因素进行了综述和分析.研究表明,污水处理厂N2O的释放主要来自生物脱氮过程的硝化阶段和反硝化阶段,不同污水处理厂的N2O释放因子和释放特征不同.DO、温度和C/N是影响N2O释放的主要因素,最后从污水处理厂工艺运行和水质调控角度提出了具有可操作性的N2O减排途径与方法.     

污水处理厂节能减排的实现途径分析

引用清洁生产审核机制,结合国内部分污水处理厂实际情况,通过对污水处理厂各环节能源消耗情况、产物排放情况和影响因素的详细分析,将节能减排理念融入到污水处理的系统、设备、原料、产物和管理5个方面,提出了降低污水处理厂的运行成本、减少排放污染物的切实可行途径的建议。     

呼和浩特市可镇污水处理厂工程设计

呼和浩特市可镇污水处理厂近期建设规模1.0×104m3/d,远期总规模2.5×104m3/d。污水处理主体工艺采用组合式A2/O生化池+砂滤,污泥处理采用污泥贮池+带式浓缩脱水一体机,尾水采用液氯消毒,设计出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。介绍了该工程的工艺流程、设计参数,总结分析了工艺设计的技术特点。同时阐述了针对低温条件下的运行保障措施和要求,为寒冷地区同类污水处理厂的设计提供参考和借鉴。     

郑州市五龙口污水处理厂运行分析

五龙口污水处理厂工程设计规模10万m3/d,污水二级生化处理采用改良氧化沟工艺。依据水质的特点,确定污水处理工艺及构筑物设计。运行结果表明,污水处理厂运行稳定,污染物去除率高,达排放标准。     

A2/O+MBR工艺运行效果与碳排放特征研究

对北京市通州区H再生水厂采用的A²/O+MBR工艺运行效果与不同环节碳排放特征进行研究.结果表明：2018年该再生水厂对BOD₅,COD_cr,NH₄⁺-N,TN和TP的平均去除率分别为97.3%,94.1%,98.6%,77.0%,96.2%;全厂碳排放总量和吨水碳排放量呈春夏季节逐渐降低,秋冬季节缓慢升高的特征,全厂综合吨水碳排放量约为2.26kgCO₂e/t.碳排放总量中能耗碳排放量占主要地位,CH₄,N₂O和物耗碳排放量占比较小;统计分析显示CH₄,能耗和物耗吨水碳排放量与BOD₅,TN进水浓度及BOD₅去除率显著相关;N₂O吨水碳排放量与TN与BOD₅进水浓度显著相关;直接,间接吨水碳排放量与水量无显著相关性.     

典型城镇污水处理厂碳源智能投加控制生产性试验

乙酸钠、甲醇等药剂是污水处理厂为保障反硝化脱氮效果所投加的外碳源,然而污水处理厂存在碳源实际投加量与反硝化碳源需求量不匹配的问题。针对污水生物处理过程反硝化碳源的动态需求,研究提出了基于在线实时监测的碳源投加智能控制算法,开发了污水处理碳源智能投加控制系统,以克服人工调控碳源投加存在的过量加药、调控滞后、碳排放量高以及工艺稳定性问题。在污水处理厂进行了4个月的生产性试验,结果表明:控制系统正式运行以来出水水质稳定达标,日均乙酸钠投加量与2020年同期相比降低了21.2%,月均节省乙酸钠药剂费用4.72万元。该项技术可在保障污水处理工艺稳定的前提下实现对碳源投加的精准控制,为污水处理厂自动化运行和减污降碳提供技术和装备支撑。     

城镇污水处理厂进、出水COD浓度变化规律分析

通过对某城镇污水处理厂进出水COD浓度进行手工与在线仪器24小时的对比监测,利用该厂在线监测数据,分析了城镇污水处理厂进出水COD浓度的日、周变化规律以及进水浓度与降水量的变化关系,明确了样品的代表性,为COD总量减排和环境管理提供了技术参考。     

基于污水处理厂运营成本的污水处理费制度分析——基于全国227个污水处理厂样本估算

通过选取全国东、中、西部227个污水处理厂为样本,估算这些样本的运营成本及其结构,分析其地区差异与执行标准的关系结果显示样本平均运营成本为138元/t,并且通过与污水处理厂所在地的污水处理费征收标准比较,判断当前我国大部分地区征收的污水处理费只覆盖污水处理厂的运行成本,并未覆盖我国城镇污水处理厂的全部运营成本运用成本收益分析研究污水处理厂运行状况,结果显示227个样本的平均单位污水处理费收入为0.80元/t,平均治理污水的单位收益为3.24元/t,平均单位盈利水平为2.09元/t,政策补贴成为污水处理厂主要收入进一步探索污水处理费制度的不足,并以此提出我国污水处理费征收标准应基于科学的排放标准下的污水处理厂的运营成本而制定,坚持污染者付费原则和因地制宜原则.