污水處理行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型怎么做？
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】污水處理行業(yè)是關(guān)乎環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水污染治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對氣候變化的影響也不容忽略。據(jù)統(tǒng)計，污水處理行業(yè)的碳排放占全球總量的2%左右，且呈現(xiàn)逐年上升趨勢。面對“雙碳”目標(biāo)，如何在保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)的同時實現(xiàn)碳減排，成為污水處理行業(yè)亟須破解的難題。
當(dāng)前我國污水處理行業(yè)正從單一的污染治理向減污降碳協(xié)同的綠色方向轉(zhuǎn)型。近年來，我國已出臺多項政策推動污水處理行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。2021年，生態(tài)環(huán)境部等七部門聯(lián)合印發(fā)《減污降碳協(xié)同增效實施方案》，明確提出要“推進(jìn)污水處理廠節(jié)能降耗，優(yōu)化工藝流程，提高處理效率”。2023年，《關(guān)于推進(jìn)污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》進(jìn)一步要求“加快制定協(xié)同降碳績效評價標(biāo)準(zhǔn)”，將減污與降碳目標(biāo)深度綁定。
過去污水處理廠為追求更高的出水標(biāo)準(zhǔn)，往往通過增加曝氣量、投加化學(xué)藥劑等方式提升處理效率，導(dǎo)致能耗與碳排放增加。比如執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠單位電耗強(qiáng)度比一級B標(biāo)準(zhǔn)高1.5倍，間接碳排放占比超過50%。當(dāng)前政策應(yīng)轉(zhuǎn)向呼吁行業(yè)兼顧環(huán)境效益與氣候責(zé)任，探索采用低碳工藝與實現(xiàn)資源化利用之道，從而打破過去傳統(tǒng)的污水處理模式。
開展減污降碳協(xié)同增效的探索
在政策引領(lǐng)下，一些地方開展了以技術(shù)創(chuàng)新推動污水處理行業(yè)減污降碳協(xié)同增效的探索。
一是工業(yè)廢水與市政污水協(xié)同處理。比如青島水務(wù)集團(tuán)聯(lián)合青島啤酒公司首創(chuàng)“啤酒熱凝固物資源化利用+啤酒廢水與市政污水低碳協(xié)同處理”模式。啤酒廢水中的高濃度有機(jī)物經(jīng)分離后替代傳統(tǒng)碳源，用于市政污水反硝化脫氮。項目實施后累計節(jié)約成本超6200萬元，減少碳排放超4萬噸CO2e。這一模式實現(xiàn)了“以廢治廢”，重塑了釀酒行業(yè)的污染治理路徑，為跨行業(yè)協(xié)同減碳提供了可復(fù)制的樣板。
二是探索工藝優(yōu)化與能源替代的低碳技術(shù)。北京某污水處理廠通過優(yōu)化曝氣系統(tǒng)、引入變頻控制技術(shù)，能耗降低20%；污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，年減排5000噸CO2e。河北某污水處理廠通過優(yōu)化生物處理工藝、設(shè)備節(jié)能改造和運行光伏發(fā)電項目，實現(xiàn)噸水電耗降低4.88%，年碳減排超兩萬噸CO2e。江蘇某污水資源概念廠采用厭氧消化、水源熱泵等技術(shù)回收熱能，實現(xiàn)日發(fā)電量超1萬度，基本實現(xiàn)廠內(nèi)能源自給。
三是資源回收與碳中和模式融合。廣州某污水處理廠試點實施污泥生物炭化與碳匯交易項目，探索污泥制炭后用于土壤改良與生態(tài)修復(fù)，年碳減排量約8000噸CO2e，并納入地方碳交易機(jī)制。項目形成了“污水處理—資源回收—碳交易”的閉環(huán)，引入了“碳資產(chǎn)”理念，推動污水處理行業(yè)邁入碳金融時代。
存在的挑戰(zhàn)與瓶頸
盡管實踐探索有所突破，但當(dāng)前污水處理行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型仍然存在挑戰(zhàn)與瓶頸。
一是標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全，碳核算規(guī)范亟待完善。當(dāng)前污水處理行業(yè)在碳排放核算方面存在系統(tǒng)邊界不清、數(shù)據(jù)獲取困難、本地化排放因子缺失等問題。不同區(qū)域采用的核算口徑不一，導(dǎo)致排放數(shù)據(jù)不具可比性，制約了減排績效評估和碳交易機(jī)制建設(shè)。例如，目前行業(yè)多依賴國外數(shù)據(jù)源（如IPCC默認(rèn)因子）估算碳排放，缺乏反映我國水質(zhì)、水量、氣候差異的參數(shù)集。
二是低碳技術(shù)成熟度不高，應(yīng)用路徑受限。盡管厭氧氨氧化、好氧顆粒污泥等技術(shù)具備顯著減碳潛力，但普遍面臨建設(shè)成本高、運行穩(wěn)定性差、對進(jìn)水條件依賴強(qiáng)等問題。例如厭氧氨氧化對溫度、碳氮比和毒性物質(zhì)敏感，限制了其在中小型污水處理廠的應(yīng)用。此外，許多技術(shù)仍處于中試或示范階段，缺乏成熟的商業(yè)化推廣路徑。
三是運行管理存在短板，系統(tǒng)協(xié)同能力不足。部分污水處理廠仍存在進(jìn)水負(fù)荷不穩(wěn)定、雨污混流、管網(wǎng)滲漏等問題，導(dǎo)致碳源濃度低、系統(tǒng)運行負(fù)荷高，進(jìn)一步加大了能耗與碳排放量。運營管理模式相對傳統(tǒng)，智慧水務(wù)建設(shè)滯后，缺乏對能耗、水質(zhì)與碳排放實時聯(lián)動調(diào)控的能力，無法實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度。
相關(guān)建議
筆者認(rèn)為，未來污水處理行業(yè)有望通過“四步走”實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。
一是完善政策與標(biāo)準(zhǔn)體系。制定全生命周期評價的污水處理碳排放核算指南，明確本地化參數(shù)。制定污泥能源化利用標(biāo)準(zhǔn)，推動形成“厭氧消化+熱電聯(lián)產(chǎn)”“干化焚燒+建材利用”等模式。
二是推廣低碳技術(shù)與工藝。重點突破厭氧氨氧化、好氧顆粒污泥、AnMBR（厭氧膜生物反應(yīng)器）等核心技術(shù)，降低曝氣與碳源依賴。推廣“光伏+污水廠”、污水源熱泵等能源自給模式，提升可再生能源占比。
三是優(yōu)化運營與智慧管理。將大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)應(yīng)用于精準(zhǔn)曝氣、加藥策略，構(gòu)建智慧水務(wù)平臺，實時監(jiān)控水質(zhì)、能耗與碳排放。推進(jìn)管網(wǎng)提質(zhì)增效，減少滲漏與雨污混流，提高進(jìn)水碳源濃度。
四是創(chuàng)新機(jī)制與多方協(xié)同。設(shè)立綠色金融專項，對低碳改造項目提供低息貸款與稅收優(yōu)惠。鼓勵“廠—網(wǎng)—河”一體化管理，推動區(qū)域資源循環(huán)利用。持續(xù)打造“污水處理綠色低碳標(biāo)桿廠”。
作者單位： 生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院。本文系碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新專項（BE2022861）的研究成果。
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