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世环会【国际环保展】

上海国际环保产业与资源利用博览会 ECOTECH CHINA 2021

202162-4日 上海 | 国家会展中心(虹桥)

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污水处理如何实现碳中和?

国家主席习近平日前在第75届联合国大会期间提出,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和,这一减排承诺引发世界瞩目和国际社会的热烈反响。为实现2060年“碳中和”目标,中国从节能减排、提高产业能效等多方面入手,加速实现绿色发展。

 

在讨论碳中和之前,我们先得弄清楚什么是碳中和?碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内,直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”(摘自百度百科-碳中和)。通过能量守恒定律可知,要实现碳中和,就必须保证这架碳中和天平右边(吸收)≥左边(排放)。

 

污水处理如何实现碳中和?-世环会【国际环保展】

 

传统污水处理模式本质是以能耗换水质,能耗虽然没有发电、钢铁、化工等行业那么高,但总能耗占比并不小,也属于能耗大户。污水处理行业减少碳排放、增加碳吸收虽然困难多多,但是办法总比困难多很多。

 

污水处理行业减少碳排放

 

1、优化污水处理工艺

 

目前,污水处理行业主要的低能耗生物工艺包括厌氧氨氧化工艺、好氧颗粒污泥工艺等。

 

2、优化原料投入环节

 

在污水处理环节需要投加碳源和多种化学药剂,优化投料环节,有助于节能降耗减少碳排放。如变频计量泵升级为数字泵;运用AI技术形成最优算法模型,实现加药系统精细化控制。

 

3、优化升级曝气系统

 

污水处理流程中曝气系统总体能耗占比是最大的,通过精准掌控微生物的活动过程,精准控制鼓风机的运行过程,既不要过度曝气,又不要曝气不足。国内有案例表明,通过对鼓风机进行节能改造,日均耗电量从32990降低到29835,降低3155,降幅达11.4%。

 

4、降低排水泵站能耗

 

目前主要有两种方法,一是采用变频技术改造老旧排水泵站,或者新建项目直接采用数字泵等新型设备设施;二是运用物联网和移动互联网技术,打造智能管理平台,实现排水泵站远程控制、集中管理和数字化运营,达到节能降耗的目的。

 

污水处理行业增加碳吸收

 

1、优化排水管网输水性能

 

改造升级管网运营管理模式,重点工作包括漏损点勘测、定位、维修和潜在漏损风险的预防。提高排水管网输水性能,最根本性的解决措施是提高排水管网覆盖率,实现污水100%收集,同时进行雨污分流改造,大幅提高污水处理厂进水碳氮比。

 

2、优化提升能量回收能力

 

污水余温含有比有机物化学能高近10倍的热能,应审时度势予以开发,提高污水余温能力利用效率。热能不仅能完全满足污水处理自身碳中和需要,而且多余热能还可用于污泥低温干化或场外供热、输冷,完全可以通过日趋成熟的碳交易市场换取可观且能够变现的碳交易额。

 

3、改善污泥消化工艺

 

2013年,丹麦Ejby Mølle污水厂声称实现能量100%自给。2018年,他们甚至宣布:污水厂的能耗盈余率高达88%。如此惊人的能量回收率是因为他们极力改善污泥消化工艺,如他们使用延时消化的 Torpey工艺,提高消化池性能;更换栅渣以便更好地将碳源导流到消化池;在污泥脱水工艺添加氯化铁,以减少残留污泥量和鸟粪石的沉淀。总体思想是想尽办法将进水中的碳全部送入消化池。

 

4、建立区域循环共生生态

 

将污水处理厂改造或新建成能量工厂,使污水处理厂与居民生活、工厂、资源回收、农业及大自然联结成一个整体,实现区域综合循环共生生态,从而实现整体碳中和。

 

5、利用清洁能源

 

污水处理厂和自来水厂有着大面积的水处理水池,光伏发电项目利用污水处理厂的屋顶、沉淀池、生化池和接触池等处在其上面加装太阳能光伏组件进行发电,通过太阳能光伏发电等做法提供一定的能源补给。根据住房城乡建设部公布的数据显示,全国累计近4436座污水处理厂,专业人士认为,如果按照每个污水厂平均可建设5兆瓦光伏电站预估,则这些污水厂可建设光伏电站的规模将超20吉瓦。

 

为积极响应国家政策方针, 更好地解决污水处理问题,6月2-4日,世环会【国际环保展】同期举办的污水处理实用技术研讨会,聚集污水处理领域知名企业负责人、专家学者、主管部门,共探污水处理最新政策、标准解读、污水处理建设模式、污水治理过程控制及智慧水务等热点话题。

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