專家(jiā)解惑丨如(rú)何構建低碳時代汙水處(chù)理新格局?
來源(yuán):抖阴app成人環保 發布時間:2021-03-16
上世紀末起,受氣候變(biàn)化、全球性能源危機(jī)與資源匱乏影響,迫使人(rén)們不得不尋求可持續發展之路(lù)。進入二十一世紀二(èr)十年代之際,在後疫情時(shí)代,低碳發展課題被迅速放大。2020年(nián)12月12日,我國在(zài)氣候雄心峰會上承諾到2030年(nián),中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,實現“碳達峰”,努力爭取2060年前實現“碳中和(hé)”。於是,一時間“碳達峰”、“碳中和”驟(zhòu)然走熱,低碳發(fā)展、低碳(tàn)社會昭(zhāo)然而(ér)為這個(gè)時代的主旋律和熱點。
我國自汙染防治攻堅戰以來,汙水處理(lǐ)建設迅猛發展,遍地開花且投資力度逐年加大,到2020年,全國城市汙水(shuǐ)處理率達到95%(“十(shí)三五”規劃目(mù)標),農村汙水(shuǐ)處理率達到25.5%(2021年全國生態環(huán)境保護大會透露)。逐漸完備的、龐大的汙水處理行業在低碳時代的挑戰在哪裏?機遇幾何?這已是(shì)這個行業進入2021年的一個重大課題。
汙水處理被認為是一個高耗能行業,傳統汙水處理實際上是停留時間、處理空間(jiān)、投入能源、物耗資源四個維度上的調(diào)整(zhěng)與組合,甚至可以說高標準的出水水質,是以能耗、物耗(hào)的形(xíng)式實施的汙染形態轉(zhuǎn)移來(lái)實現的,有(yǒu)人認為:碧水的同時未必是藍天,耗能導致的水汙染物轉為(wéi)CO2、CH4、N2O、NH3、H2S等溫(wēn)室氣體,特別是對汙水(shuǐ)處理標準一再提高,能耗越來越高,這樣的轉換也越來突(tū)出(目前針對(duì)汙水廠(chǎng)的提標升級方案目前主要包括:針對現有工藝的優化;增加(jiā)投藥(yào),如增加化學(xué)除磷和外加碳源;增加後續物化處理單元如高效沉(chén)澱和砂濾池、增加生化單元如後置反硝化濾池及膜工藝,但優質的出水帶來的是(shì)更多的能耗和物耗)。聯(lián)合國數據顯示(shì),全球汙水處(chù)理等水處理行業碳排放(fàng)量大約占全球碳排放量2%左右。美國2017年能源消耗量中約2% 用於飲用水(shuǐ)和汙水處(chù)理(lǐ)係(xì)統,產生約4100萬噸溫室(shì)氣體。
我(wǒ)國汙水處理行業在許多地方存在其建設先天不足,其發(fā)展(zhǎn)後天失調。以(yǐ)快速地大幅提高汙水處理(lǐ)率,補環境基礎(chǔ)設(shè)施短板為責任導向的汙水處理建設模式,麵臨(lín)了(le)規劃的盲目性、技術的混雜性、管網的滯後性諸多問題(tí),以汙染物總量(liàng)減排、流域水環境質量(liàng)達標為目標導向的汙水處理運行模式,又麵臨著水質提標(biāo)、進水濃度偏(piān)低、汙水溢流、汙泥無出路等問題。目前,如何(hé)消化這些先天不足與後天失調,符合各(gè)類環(huán)保督(dū)察要求,已讓各地汙水處理(lǐ)廠殫精竭力,在這樣的基礎上,在這樣的時間節(jiē)點上,我們又迎來(lái)了低碳旋風,進入了低碳綠色發展時代(dài)。無(wú)論是站位或跟(gēn)風綠色低碳發展的外力,還是節能降耗提升企業核心競爭力的內(nèi)需,汙水處理行業的新格局調整已不可(kě)回避。
什麽是汙水處理新格局?在攻占山頭之後(hòu),我們回到原來的問題,我們處理(lǐ)的對象是什(shí)麽(me)?汙水是一(yī)個汙染物,我們就轉化(huà)它,讓它達標。汙水是一個(gè)範疇,我們就將其放入水平(píng)衡係統,讓水環境與水(shuǐ)生態、水資源(yuán)協調。汙水是一個載體,我們就需要(yào)將汙水處理廠逐漸演變為“營養物Nutrient工廠”、“能源Energy工廠”、“再生水Water廠”(即,荷蘭提出的汙水處理NEWs概念)。這三(sān)個過程,我們可以將其分別視(shì)為汙水處理的1.0、2.0、3.0版本(為(wéi)比較(jiào)表述,非定義),我(wǒ)們剛完成了1.0,正在2.0中探索時,就要麵向或(huò)升入3.0,這就是我們(men)麵臨的汙水處理新格局。
從全球可持續性發展的角度而言,汙水處(chù)理(lǐ)的目標不僅僅是緩解水汙染問(wèn)題,而應該是多目標綜合考慮,可持續地(dì)利用或回收能源(yuán)和資源,以(yǐ)此立足,方(fāng)可實現(xiàn)環境社會的可持續性與汙水(shuǐ)處理企(qǐ)業的可持續(xù)性。汙水處理既是重要的(de)公共事業,又是一個被政策驅動的行業,誰(shuí)提早開啟低碳變革,誰將贏得更大的主動權和更廣闊的發展空間。
幸福的模(mó)樣(yàng)?
汙水處理3.0的幸福模樣:內外兼修,討好了社會的麵(miàn)子,做足了企業的裏子。
城市汙水處理(lǐ)技術的研究與應用經(jīng)曆(lì)了100 多年的(de)發展曆程,逐漸形成了一(yī)級處理、二級處理和深度處理等處理模式,發展了多(duō)種物理、物化和生物等處理技術(shù)。物化+生物的二級處理是城(chéng)市汙水處理廠通行的處理模式,而生物處理技術是國內外普遍采用的城市汙水處理方法。
在活(huó)性汙泥法誕生100年後,人們開始重新(xīn)總結與回顧汙水處理技術的發展方向曆程,從節能降耗角度審視汙水處理過程的高(gāo)能耗,從物質的角度審視汙水處理的高“碳足跡”,這是至今以常規活性汙泥工藝為主流的汙水處理技術缺欠,於是,一些耦合資源和能源回收的概念路線不斷湧現。目前*範圍內,對“汙水”的認知已經從(cóng)“廢物處理”對象(xiàng)轉向“資源及能源回收”的載體,基於資源回收、能源開發與利用與碳平衡理念的未來汙水處理廠(chǎng)在一些發達*、*範圍內*的環境公司已經開始實踐。奧地利斯特拉斯(Strass)汙水處理(lǐ)廠以主流傳統工藝(AB法)與側流現(xiàn)代工藝(厭氧氨氧(yǎng)化)相結合方(fāng)式(shì)實現剩餘汙泥產量*大化,早在2005年通(tōng)過(guò)厭氧(yǎng)消化產甲烷並熱電聯產實現了能源自給率,達到碳中和運行目標。目前,該廠利用剩(shèng)餘汙泥與廠外廚餘垃圾厭氧共消化,使得能源自給率高達200%,不僅實現能源(yuán)自給自足,而且還有一半(bàn)所產生的能量(liàng)可以向(xiàng)廠外供應,已成為名副其實的“能源工廠(chǎng)”。作為美國碳中和運行的榜樣,Sheboygan汙水處理廠通過開源與節流並舉的技術措施不僅向美國而且也向*展示了其汙水處(chù)理能耗基(jī)本可以實現自給自足。2013年(nián),該廠已實現了產電量與耗電量比值達90%~115%、產熱量與耗熱量比值達85%~90%的佳績,基本實現(xiàn)了碳(tàn)中和運行目標(biāo)。2020年(nián)4月動工的江蘇宜興(xìng)城市水資源概念廠正在探索(suǒ)中國的汙水處理新概念,除了汙染物削減基(jī)本功能,還具有城市能源工廠、水源工廠、肥料工廠等新功能,基於碳中和的新(xīn)型環境基礎設施。
在此基礎上,許多*製定了應對氣候(hòu)變化的汙水(shuǐ)廠能耗自給或碳中和技(jì)術路線。美(měi)國水環境(jìng)研究(jiū)基金(WERF)提出 “Carbon-free Water”,更是製定出至2030年所有汙水處理廠均要實現碳中和運行的目標。荷蘭製定了2030年NEWs技術路線圖。新加坡提出了(le)從Brownfield(棕色(sè)水廠)到Greenfield(綠色水(shuǐ)廠)的(de)時(shí)間表與路線圖。日本有關部門發布“Sewerage Vision 2100”,指出到本世紀末(mò)將完全實現汙水處理能源自給(gěi)自足。中國提出的2030年(nián)碳達峰,2060年碳(tàn)中和,這對於汙水處理行業也是一個時(shí)間表。
華麗的轉身?
對於2030碳達峰和2060年碳中和的(de)*目標,汙水處理行(háng)業如何認識?
誤區一:2030年碳達峰,現在汙水處理碳排放(fàng)仍有空間。
2030年碳達峰是針對*宏觀經濟社會發展戰略而言的,材料、能源等經(jīng)濟(jì)、社會的基礎需求在(zài)未來十年仍是剛需在此基礎上以控製碳排放強度(dù)為主,控製碳排放(fàng)總量(liàng)為(wéi)輔。就汙(wū)水處理企業而言,在汙水處理(lǐ)規模與設計規模確定的基(jī)礎上,應(yīng)確定現有GHG排放情況為基準的峰值控製原則,任何的(de)技術改造、升級(jí)都應以此為基準,實施碳減排,直至*終的碳中和。就汙水處理係統而(ér)言,筆者認為,碳達峰的(de)意義應該是兩(liǎng)個方麵的(de):一是“應收盡收,應處盡處”將(jiāng)汙水(shuǐ)收集率與(yǔ)處理率達到城市或區域的(de)*大化;二是完善收集(jí)係統,不斷提高汙水收(shōu)集質量,不(bú)滲不漏,其汙水處理廠的進(jìn)水濃度“達峰”。
誤區(qū)二:汙水處理過程(chéng)能源的“自給自足”加“中水回用“— “淨—零”就是碳中和。
能耗自給是狹義(yì)的碳中和,不是真正意(yì)義上的碳中和。汙水處理係(xì)統碳中和,應與其建(jiàn)設和運營過程中材料與設備的加工、汙水處理中能耗與物耗、汙泥處置中運輸與利用等全生命周期排放等因(yīn)素都有關,不是指狹義的(de)能量平衡或(huò)自給。能量隻是碳排放的一個方麵而已,汙水處理的碳排(pái)放平衡一定要考(kǎo)慮甲烷、氮氧化物等GHG的溢出。
誤區三:碳中和及碳(tàn)達峰是理念重視問題,不是技術問題
雖然1997年(nián)《京(jīng)都議定書(shū)》列出(chū)了有助於減少溫室氣體排放的政策(cè)或做法。然而,迄今為止,我們對全球變暖所涉因素的(de)理解非(fēi)常(cháng)有(yǒu)限。這是一個非(fēi)常複雜的領域,必須考(kǎo)慮到各種溫室氣體來源(yuán)以及自然波(bō)動(dòng)。雖然國際上普遍不認為城市廢水(shuǐ)處理中的碳排放不被認為(wéi)是造成全(quán)球變暖的溫(wēn)室氣體的一部分(fèn)。這種碳代表*近固(gù)定C的分解,被認為(wéi)是生物或快速碳循環的一部分,然而汙水處理過程中的CH4或N2O和汙泥處理(lǐ)需要在計算中加以考慮。然而,如何根據不同的條件確定不同處理工藝的GHG和LCA取值,至今仍然存在較大的爭議。汙水處理廠汙染物去除協(xié)同控製溫室氣(qì)體核算(suàn)的(de)標準體係沒有形(xíng)成,例如,對(duì)於汙泥填埋、堆肥、焚燒等工藝,不同*甚至得出結果大相徑庭的不同結果,此外,有機質協同消化、協同(tóng)焚燒等工藝測算值由於地域性和工藝差(chà)別很大(dà),導致難以確定(dìng)汙水、汙泥處理(lǐ)工藝的指導性原則。
誤區四:碳中和是政策導向,不是經(jīng)濟導向
環境問題既是*大政(zhèng),也應該(gāi)以技術經濟為基礎和導(dǎo)向腳踏實地的推進。治大國如烹小鮮,依靠口號和“彎道超車(chē)“的(de)投機意(yì)識,難免會(huì)像之前的光伏、碳交易市場一樣,看著熱鬧,冷暖自知。鑒於碳中和度量和檢查難度很大,靠(kào)層層任務分解和監督檢查很難解決問(wèn)題。
汙水處理廠(WWTPs)實現碳(tàn)中和華麗轉身的(de)三(sān)個維度:
能量維度。許多研究與工程試驗已被用於探知從汙水中回收能源,以滿足(zú)汙水處理運行現場能(néng)量自給自足的可行性。一方(fāng)麵支出(chū)*小化,使用清潔能源並在汙(wū)水(shuǐ)處理進行中摸索低能耗方案;二(èr)方麵(miàn)收入*大化,汙(wū)水中所蘊含的如此巨大的能量,捕獲汙(wū)水中所(suǒ)蘊含的有機化(huà)學能、熱能就(jiù)地轉(zhuǎn)換為電能,歐美等*一些實施碳中和運行目標的(de)汙水處理廠也(yě)大都以剩餘汙泥厭氧消(xiāo)化轉化能源為主要手段。理論上可以實現能(néng)耗的完全自給甚至可以變成能量輸(shū)出廠,有充分的理論與實踐依據(jù)表(biǎo)明,未來汙水(shuǐ)處理廠不是能源的消耗者而(ér)應該成為能源供應方。這些舉措(cuò)支持了減少汙水處理廠全生命周期溫室氣體GHG排(pái)放(fàng)的相(xiàng)關目標(biāo)。
資源回收維度。從(cóng)汙水中(zhōng)回收資源具有寬廣的範圍,汙水處理*大(dà)的資源回收是中水回用與再生水利用,如新加坡的NEWATER項目(mù),再生水用途一般為(wéi)非飲用目的,如用(yòng)作工業(yè)冷卻、園(yuán)林綠化灌溉、景觀用水(shuǐ)等,當(dāng)然亦有補充(chōng)地下水,作為間接飲(yǐn)用水用途,根據國內通(tōng)過評價大連某汙水廠生命周(zhōu)期環境過程的研究,表明當出水回用率達到 70%時,回用水通過抵消自來水生產獲得的環境效益可以抵消新增深度處理設施帶來的環境影響,從而(ér)對(duì)原有(yǒu)二級處理工藝 LCA 環境影響進行減量。
另一個在歐美廣受重(chóng)視,而被我們忽視的汙水資源回收問題是對磷這一不可再生資源回收。盡(jìn)管目前有關汙水處理磷回收的研究很多,就目前的鳥糞石工藝從汙泥中(zhōng)回收磷與磷礦開發利用之間進行經濟效益比較是不合理的,也許正是(shì)這個原因,目前(qián)沒有將磷回收納入汙水處理廠LCA 評價體(tǐ)係之中(zhōng),它在汙(wū)水處理環境綜(zōng)合影響方麵的減量作(zuò)用也未能體現。當然,從資源的角(jiǎo)度優化原料投入環節也十分重要,汙水處理本質是通過生化反(fǎn)應來去除水中汙染物,在處理環節需要(yào)投加(jiā)碳源和多種化學(xué)藥劑,這些原(yuán)材料在生產和運輸過(guò)程中消耗能源,在投加過程中也消耗一定能源,因此,優化投料環節,有助於節能(néng)降耗減少碳排放。
碳平衡維度。汙水處理碳中和(hé)運行(háng)中,剩餘汙泥是(shì)重要的能源化、資源化載體物質,需(xū)要從汙水係統碳平(píng)衡的維度,以增量方式去(qù)獲得(dé),需要改變汙泥減(jiǎn)量化的現行觀念,以碳(tàn)中和運行為目標的汙泥增量近年來(lái)已在國際上悄(qiāo)然興起。為此,以城(chéng)市碳平衡(héng)係(xì)統來考慮,通(tōng)過COD內源截(jié)留與外源挖潛方式*大(dà)限度地(dì)去實現(xiàn)“汙泥(ní)增量”。“汙(wū)泥增量”的兩個(gè)途徑:一是內源(yuán)途徑,提高汙水處理廠進水(shuǐ)COD負荷,通過完備(bèi)、完善的管網係統收集汙水(shuǐ),*大限度避免汙水碳源流失(shī),減少(shǎo)甚至無需補充(chōng)反硝化的外加碳源,實現處(chù)理(lǐ)過程中的碳平衡。二是外源途徑,在生活汙水收集時(shí),在保障係統(tǒng)安全(quán)的條件下,可考(kǎo)慮食品、屠宰等高碳類生(shēng)產廢水接入;在後端的汙泥厭氧(yǎng)消化時,可(kě)混入餐廚垃圾、果蔬垃圾、園林殘枝等有機廢物實施後端厭氧共消化技術。
康莊的大道(dào)?
這是康莊大道(dào),還是一次漫長的告別?
麵對低碳時(shí)代汙水處理向著資源、能(néng)源回收與碳中和(hé)轉變的國際大趨勢,先天不足與後天失調的我國汙水處(chù)理事業顯然又走到了(le)一個新的十字路口(kǒu)。這就麵臨著(zhe)新理(lǐ)念下的管理、技術、運行(háng)走向問題。
當今中國經濟有一個顯著特征,風口經濟。
汙水處(chù)理3.0不是推倒重(chóng)來,而是循序漸進。對於已運行(háng)汙(wū)水處理廠,當務之急是先要讓既有汙水處(chù)理設施運行達(dá)到它們設計之初的既定目標,打好基礎、練好(hǎo)內功、不斷改善(shàn)。對於(yú)這(zhè)些仍在規劃中的汙水處理廠建設,應(yīng)在既有汙水處理廠業已取得實際(jì)效果並積(jī)累了大量運行經驗的(de)前提下,可因(yīn)地製宜地考慮實施資源/能源回收(shōu)工藝,有條件的可一步到位實施汙水處理碳中和(hé)工藝並運行。
如何(hé)對(duì)接碳中和的汙(wū)水處理3.0?上帝的歸上帝,凱(kǎi)撒的歸凱撒。政府與企業都要就汙水處理碳中和做好各自相應的工作(zuò),確定邊界並協同推進。目前可以起步的工作:
重新定(dìng)義基於流域係統的水環境目標:
應該進一步(bù)反思此前基於汙染源控製的水(shuǐ)環(huán)境保護策略,近(jìn)年來,各地政(zhèng)府一而再,再而三地把目標(biāo)盯在汙(wū)水處理(lǐ)廠,希望(wàng)用不斷提高的汙水處理標準來實現水環境目標,甚至一些地方在環評中將汙水處理標準定在地表水三類(lèi)水質標準(zhǔn)。已有的(de)LCA研究表(biǎo)明,越高的汙(wū)水排放標準,具(jù)有越大(dà)的生態環境負效應,實現碳中和的目標越難。流(liú)域水環境保護目標的實現需要(yào)就(jiù)流域係統考慮,既要做汙染負荷的減量,又(yòu)要(yào)做生態容量的增量。汙水排放(fàng)標準的製定與修訂要考慮碳源轉向能源化、資源化途(tú)徑後對後續脫氮工藝的影響,高排放標(biāo)準與碳中和運行的(de)實現目標矛盾,“魚和熊掌不可兼得”,不實事求是地定義汙水處理標準,中國(guó)汙水處理實現碳中和很難。應該把投資和管控重點放到通過(guò)海綿城市實現源頭減汙,通過CSO進(jìn)行初雨調蓄,通過管網改造、雨汙分流實現應收盡收等曆史遺留問題的解決上。
提高汙水進水有機負荷。對於(yú)我國汙水處理碳中和而言,要做好的(de)一個重要基礎工作就管網係統完善,通過甲烷(CH4)熱電聯產(CHP)可以(yǐ)獲得一定量有機物能源,這是汙水處理碳(tàn)中(zhōng)和的一個重點,汙泥厭氧消化獲取的(de)有機能量與進水有機物負荷有關,但我國市政汙水碳源(yuán)普遍低下,能量衡算表明,進水COD為400mg/L,在完成脫氮除磷碳源(yuán)使用後產生的剩餘汙泥,經厭氧消化+熱電聯產*多也隻能產生0.20kW·h/m3電當量。若汙水處理能耗為0.40kW·h/m3,這意味著距碳中和目標還有50%能量赤(chì)字,隻有當進水COD為(wéi)800mg/L時方能勉強滿足0.40kW·h/m3碳中和需要(yào)。目前(qián),我國大(dà)多數汙水處理廠進水COD為200—300mg/L,須進一步完善管網建設,改造升級管網運營管理模式,加(jiā)強漏損點勘測、整治和潛在漏(lòu)損(sǔn)風險的預防,提高進水COD濃度,提供有效(xiào)碳源,作為汙水碳中和的基礎工作。
改變汙水廠的考核標準和模式:
正如張悅司長多次(cì)強調,我(wǒ)國的水汙染問題在水裏,根子在岸上。造成(chéng)我國水環境汙染的主要原因之一在於雨汙混(hún)接,雨季溢流。鑒於(yú)我(wǒ)國汙(wū)水廠進水濃度普遍偏低,如果進一步提升不(bú)僅將涉及現行化糞池設計規範的修改,還需要對管網、CSO等設施進行大量的投資,遠水難解近渴的情況(kuàng)下,建議適時修訂《城鎮(zhèn)汙水處理廠汙染物排放標準》,將城鎮汙水處理廠出水考核合格率與“削減汙染(rǎn)物總量“相結合,鼓勵(lì)汙水廠以生態環境優先,充分利用其汙染物設計負荷餘量,處理雨季的溢流汙(wū)水。對超負荷運行的汙水廠設置(zhì)合格(gé)率考核,而非現行(háng)的超標處罰原則。在汙(wū)水付費體製(zhì)上,探索按照汙染物削減總量付費的模式,並將全過程碳減排納入考核(hé)指標。
精細化汙水處理管理,充分挖掘和利用汙水熱能:
因地製宜積極采取各種措施對汙水處理廠(chǎng)進行精細化管理,實現能耗、物耗(hào)節流,這也是綠色低(dī)碳發展的重要組成部分。一方麵是不斷優化運行參數,優化設(shè)備、設施運行狀態,同(tóng)時建立基於DO反饋的精確曝氣控製(雖(suī)然不同處理工藝能耗不同(tóng),但曝氣係(xì)統總體能耗占比*大,因此,汙水處理廠節能降(jiàng)耗關鍵點在升級改造曝氣係統。),在保證出水達標的前提下,按(àn)需提供微生物所需的溶(róng)解氧,達到供(gòng)需平衡,避(bì)免曝(pù)氣能耗的浪費。另一方麵,在(zài)保證出水水質達標的前題下,政府管理部門應該充許運(yùn)行企業自主調整運行流程、運(yùn)行參數,不要一味生硬地按照環評的工藝流程和運行過程參數來督察(chá)與考(kǎo)核,避免(miǎn)汙水處理係統(tǒng)不必要的能耗與物耗浪費。
鼓勵汙水廠充(chōng)分利用太陽(yáng)能、水源熱泵等技術,減少電能的消(xiāo)耗,實現能源自給。研究表明,水源熱泵能有效地將汙水中的熱能轉(zhuǎn)化為汙水處理廠和鄰(lín)近建築物的熱能,當(dāng)1m3的出水(shuǐ)冷卻1℃時,可提供0.26kWh/m3℃的淨電當量。
分層(céng)次開展LCA評價:
目前,針對汙水處理係統的評價是以(yǐ)住房建設部門(mén)、環境保護部門對汙水處理工作考核為核心的評估,重點僅在汙水處理過程中的環境(jìng)績效(xiào)、運(yùn)行規範等(děng)汙水處理的單因素評價。但隨著對汙水處理與社會可持續(xù)性的考(kǎo)量,需就汙水(shuǐ)處理進行多角度、全方位的綜合考慮,對汙水處理係統的可(kě)持續發展(zhǎn)性進行更加全麵的評價是汙水處(chù)理行業(yè)評價(jià)的升級。基於 LCA 的綜合(hé)評(píng)價方法,是一種國際上普遍認同的、用於評價產(chǎn)品或服務相(xiàng)關的環境因素及(jí)其整個生命周期環(huán)境影響的工(gōng)具。生命周期評價通過綜合汙水處理係統中的物耗(hào)、能(néng)耗、汙染物排放(fàng)等因素,將結果統一量化為資源消耗、環境變化、毒性等(děng)影響指標,也可進行加權得到(dào)綜合指標。由(yóu)於生(shēng)命周期評價考慮的是汙水處理係統的整個生命周期,不僅僅局限於某個階段,故能夠(gòu)全麵的(de)評價該係統的總環境影響、社會可持續性、企業可持續性,有利於實現(xiàn)汙水處理的係統管理。在汙水處理係統開(kāi)展LCA評價,我國已有許(xǔ)多研究與案例,麵對低碳時代要求,需進行相應的評價標準、基準、方法規範,由學術範疇走向行政管理(lǐ)與行業自(zì)審製度設置。就(jiù)汙水處理係統而(ér)言(yán),需分層次、以不同的邊界開(kāi)展LCA評價:一是汙水處理廠(WWTPs)邊界,在汙水處(chù)理企業建立評價清(qīng)單,確定評價指數,定期開展LCA評價,以此評價作(zuò)為政府、利益相關方對汙水處理行業考核的依據,環境績效考核不僅是汙水達標(biāo)情況,還需考核溫室氣體GHG排(pái)放;二是(shì)擴大汙水處理 LCA 分析(xī)的係統邊界,不再僅僅(jǐn)局限於汙水(shuǐ)處理廠,而是包括(kuò)了整個城市水/廢水係統,即從汙水處理規劃、建設,汙水收集、管網、處理、回用、排放等全過程建(jiàn)立LCA評價體係,作為上級政府(fǔ)與部門對下級城(chéng)市政府汙水處理係(xì)統考核與評價的依據(jù)。LCA 評價可以更加客觀揭示汙水處理的“大氣-水-土地”相互聯動的生(shēng)態事實,綜合考(kǎo)慮汙(wū)水廠生產過程中二氧化碳、一氧化二氮、甲烷等溫室氣體的(de)排放核算,將傳統汙(wū)水處理為“汙染轉嫁”過程的問題定量展(zhǎn)現,避免一味靠“提標”,為僅(jǐn)達到單一改善水環(huán)境(jìng)的目而轉移生態環境問題,從而選擇綜合方案來實現*小化總生態(tài)環境影響,如在磷回收決策上(shàng),是否進行磷回收?是單獨從濕汙泥中以鳥糞石工藝回收,還是讓汙泥焚(fén)燒,從焚燒的幹灰中回收?都應放在LCA的層麵,尋找*優決策。
建立汙水(shuǐ)處理GHG清單:
對(duì)於汙水處理碳中和工作,有一項基礎的工作就(jiù)是建立汙水處理企業GHG清單。就汙水和汙泥處理(包括運輸過程)過程中的直(zhí)接排放,如出水中的汙染物,CO2,CH4,NOx,SO2 等;以及(jí)投(tóu)入的能(néng)源和物料(包括建設過程(chéng))在其生產過程中所(suǒ)造成的間接環境排放建立(lì)汙水處理(lǐ)企業GHG清單,初始清單作為碳中和的初始情景或(huò)基線。2006 年 IPCC 發布了《2006 *溫室氣體清單指南》,可按照其中的(de)方(fāng)法學,就(jiù)GHG排放清單(dān)的項目與因子基於(yú)活動數據和排放係數來進行計算,因此也稱為排放係數法(fǎ)。如果是依據*統計資料製定排放清單的話,則采用“自(zì)上而下”的方法;如以技術流程(chéng)為基礎,需對汙水處理GHG排放的工藝特征、規模特征和區域特點進行(háng)細化評估,需區別“生(shēng)源碳“與”化石碳“核算,可“自下(xià)而上”核算(suàn)評估。
探索汙泥共消(xiāo)化:
汙泥共(gòng)消化發揮了基質間的協同作用,提高了底物的降解(jiě)速率和降解(jiě)程度,使能源轉化效率顯(xiǎn)著提高。如果有條件可將廚餘(yú)垃圾、綠化草木殘(cán)體、果蔬垃圾等有機(jī)廢棄(qì)物與剩餘汙泥一並共消化,這不僅是汙水處理碳中和的途徑,而且也為綜合處置城市市政有機固體廢棄物開辟一條可持續發展之路。建議盡快建立汙水處理廠汙(wū)染物去除協同控製溫室氣體核算的標準體係。
政(zhèng)策引導,鼓勵資(zī)源型、能(néng)源型汙(wū)水(shuǐ)廠的(de)建設:
由於低碳汙水廠技術風險大、投資成本高,建議從*層麵製(zhì)定汙水處理廠碳減排補償和能源工廠補貼機製,通過政策加經(jīng)濟的手段,引導(dǎo)和推動更多有創新性的企業加入到碳中和汙水廠的建設和運營中來;
改變汙水成(chéng)本定價監審辦法和增值稅管(guǎn)理辦(bàn)法,將節能降耗增(zēng)加的成本納入監審成本,由此產生的利(lì)潤(rùn)全額獎(jiǎng)勵給汙水廠(chǎng);
同時,進一步降(jiàng)低汙水回用的門檻,通過水資源配給(gěi)機製和回用(yòng)水收費機製彌補水資源的不足;
加大碳交易機構的建設和標準建設,鼓(gǔ)勵通過GHG減排交易實現(xiàn)產業投入的回報(bào)機製。
通過(guò)綠色信貸、綠色債券、綠色股票指數和相關產品、綠色發展基金、綠色保險(xiǎn)、碳金融等金融工具和相關政策支持綠色汙水廠轉型。
綜上(shàng)所述,汙水處理行業實(shí)現(xiàn)碳中和是一(yī)項長期的係統性工程。就係統而言,需要政府相關部門和企業(yè)全麵升級管理運營思想與模式,需要從多維度與(yǔ)多層次進行頂層規劃、係統設計和統籌安排。這不單是整個行業技(jì)術和理念的更新(xīn),而且(qiě)是整個城市物質流認知的革命。
這將是一個漫長和曲折的過程。但讓人欣慰的是,集結(jié)號已經吹起(qǐ),我們(men)有理由相信,政策驅動的製度優勢(shì)將再現神績,中國汙(wū)水處理行業將很快為碳中和戰略做出積極貢獻。