基于月排放数据的北京3座区级污水处理厂年碳排放特征

以3座北京市某区代表性区级污水处理厂为研究对象,综合《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》、《污水处理厂低碳运行评价技术规范》和《IPCC 2006 年国家温室气体清单指南 2019 修订版》碳排放核算方法,采用定量统计、相关性分析及敏感性分析等手段对污水处理厂正常运行状态下碳排放核算和影响因素进行特征分析和规律识别,并提出针对性减排路径建议。结果表明：C厂C-TECH工艺的吨水碳排放强度为三厂最低1.35 kg CO₂eq·m⁻³,处于我国较低水平,接近“双碳”目标要求;而B厂改良SBR工艺的单位污染去除碳排放强度较小,其COD碳排放强度为3.16 t CO₂eq·t⁻¹,TN碳排放强度为36.44 t CO₂eq)·t⁻¹,TP碳排放强度为176.69 t CO₂eq·t⁻¹,处于我国中上水平,从效能角度更接近“双碳”目标要求。不同工艺产生的温室气体、进水水质波动及用电消耗导致三厂碳排放强度上存在差异,但各工艺的主排碳因子均为间接碳排放 (A厂、B厂和C厂中分别占73%、59%和59%) ,间接碳排放的主贡献因子为电力消耗 (A厂、B厂和C厂中分别占33%、40%和40%) 。相关性分析发现,各水厂碳排放强度还与N₂O造成的直接碳排放有较大相关性,3座水厂年排放N₂O 2.48×10⁴ t CO₂eq,A厂、B厂和C厂中相关性系数值分别达到0.68、0.87、0.66。敏感性分析表明,整体碳排放强度对电力消耗、N₂O排放和药耗的变化更为敏感,药耗中葡萄糖溶液和多效高分子除磷剂对碳排放强度影响较大。以上结果表明,北京区级污水处理厂应从优化曝气系统、水泵效能等节电措施和调整水厂加药模式等节药措施上实现减排。     

磁致自辅热沸石控温载体构建及其氨氮吸附再生调控机制

为解决常规沸石再生过程药耗较高的问题,满足当下双碳目标的要求,构建了结构化磁致自辅热沸石控温载体,利用磁热效应实现沸石氨氮原位吸附过程调控,避免再生过程中的药剂消耗。在优化筛选磁场条件与发热内核构型基础上,应用Langmuir、Freundlich模型、动力学模型及粒子内扩散模型考察了局部自辅热对沸石氨氮原位吸附及解吸过程的影响。结果表明,局部自辅热使沸石氨氮吸附行为更满足Freundlich模型,以物理吸附为主,动力学过程为准二级动力学模型,以粒子内扩散和液膜扩散为主。同时,局部自辅热使沸石氨氮12 h解吸率提升约29 %,动力学拟合更满足准二级动力学模型,为化学解吸过程,扩散方式以以粒子外部扩散为主。最终证实,磁致自辅热可以有效调控沸石氨氮吸附解吸过程,可为沸石可控再生提供一种低耗高效途径。     

改良系统成熟度法定量评估污水LOT技术应用潜力——以水专项及相关技术组合为例

随着污水处理满足再生水品质的需求日益提升,对污水中污染物的去除也逐渐向极限技术 (LOT) 发展,亟需探索适合我国国情的技术选择方式。基于现有技术成熟度法 (TRL) 通过算法矩阵构造改良的集成系统成熟度 (SRL) 评价法,对依托“十一五”、“十二五”和“十三五”期间国家水体污染控制与治理科技重大专项相关课题的LOT备选技术、组合及国内外其他满足LOT备选技术组合,进行综合定量评估,梳理我国LOT技术发展现状、并筛选出12项LOT备选技术组合。其中,“A²O+反硝化深床滤池技术”、“A²O+MBBR+混凝沉淀技术”、“A²O+活性自持深度脱氮技术+BAF技术”的SRL可达0.8~1,达到生产、操作和维护阶段,可直接进行生产应用并面向市场产生较高应用效益,但3项技术组合的TN、TP单位质量去除成本较高,其核心处理功能工艺主要为传统反应器类技术。大部分单项技术TRL的等级大于7,改良SRL为0.6~0.8,处于系统发展验证阶段,相关技术组合正在为真正的市场推广进行产品稳定性提升,且大部分备选技术组合充分利用了植物和湿地等生态技术的优势,既实现了较强的同步脱氮除磷,又具有运行和维护成本低的市场优势,符合减污降碳协同增效的政策背景,故更具有推广价值。备选LOT技术组合基本实现了成本优化和低碳低耗的技术运营模式,可满足污水的资源化及生态环境的优化需求。本研究结果可为低碳低耗污水处理技术的成熟度评估和筛选提供参考。