基于碳排放核算的城镇污水处理减污降碳研究——以某污水处理厂为例

基于碳排放核算的城镇污水处理减污降碳研究一以某污水处理厂为例摘要伴随着气候变暖引起的全球关注日益增加，减少碳排放现已上升为国策中至关关键的一环。中华人民共和国宣示，到2030年碳排放量将达到峰值，并承诺在2060年之前实现碳中和。这份承诺，不单是向国际社会表明我们的坚定立场，同时也符合国内推动经济与社会前进的迫切需求。污水厂虽然为减少水污染问题做出了巨大贡献，但是由于其能源消耗较大，且在污水处理的过程中会直接或间接导致CH4、CO2和N2O这三种温室气体的产生和排放，因此污水厂成为了重要的减污降碳研究对象。本研究对某污水厂进行碳排放核算，核算出该厂年总碳排放量为45767.6吨C02。并拟使用带余热回收的沼气发电系统、污水源热泵供暖、农业废弃物替代碳源三种减碳途径进行计算。三种减排措施可为该厂减少24457吨C02排放量。碳补偿率可达53%。关键词：碳排放：减污降碳：污水源热泵；沼气发电系统：农业废弃物替代碳源ABSTRACTWith the increasing global attention brought about by climate change,reducing carbonemissions has now become a crucial part of national policy.The People's Republic of China hasdeclared that carbon emissions will peak by 2030 and aims to achieve carbon neutrality by 2060.This commitment not only demonstrates our firm stance to the international community but alsoaligns with the urgent need to drive economic and social progress domestically.While sewagetreatment plants have made significant contributions to reducing water pollution,their highenergy consumption and the generation and emission of greenhouse gases such as CH4,CO2,andN2O during the sewage treatment process make them important subjects for pollution reductionand carbon mitigation research.This study conducted carbon emission accounting for a certainsewage treatment plant,calculating its annual total carbon emissions to be 45,767.6 tons of CO2Three carbon reduction pathways were proposed,including using a biogas power generationsystem with waste heat recovery,sewage-source heat pumps for heating,and agricultural wasteas a carbon source substitute.These measures could reduce the plant's emissions by 24,457 tonsof CO2,achieving a carbon offset rate of 53%.Keywords:carbon emissions;pollution reduction and carbon reduction;sewage source heatpump;biogas power generation system;agricultural waste as a substitute for carbon sources.目录第1章引言.....1.1研究背景....。1.2研究目的和意义...第2章减污降碳研究现状.............22.1碳排放核算方法..……22国内外污水处理减污降碳研究现状分析.…2第3章某污水处理厂碳排放核算.…·43.1某污水处理厂的基本情况..43.2某污水处理厂碳排放核算...3.2.1确定核算边界....43.2.2活动水平数据...53.2.3排放因子确认....73.2.4碳排放核算.......。3.3某污水处理厂碳排放核算结果分析......…93.3.1直接类碳排放计算...93.3.2间接类碳排放计算...113.4本章小结..............12第4章城镇污水处理厂减污降碳路径研究...144.1污水源热泵热能回收.....144.2带有余热回收的沼气发电系统..164.3农业废弃物代替传统固体碳源184.4本章小结........19第5章结论.....215.1研究成果总结....215.2研究限制和未来展望....21参考文献.…22…..24Ⅲ第1章引言1.1研究背景气候变化是21世纪人类和地球所面临的最大环境威胁。根据联合国政府间气候变化专门委员会(P℃C)第六次评估报告的数据显示，自工业化以来，地球平均气温已上升约1.1℃。这导致了前所未有频繁的极端天气事件、海平面上升、海岸侵蚀、生物多样性丧失、粮食和水资源短缺等一系列问题。降低碳排放量，减缓全球气候变暖引发的生态环境问题已成为全球性的紧迫目标。2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论中指出，《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向，是保护地球家园所需的最低限度行动，各国必须迈出决定性步伐。同时，他宣布中国将加大国家自主贡献力度，采取更有力的政策和措施，争取在2030年前使二氧化碳排放达到峰值，并努力在2060年前实现碳中和。作为城市基础设施的重要部分，全球废水治理设施的碳排放大概占据全球碳排放的2%山。当前我国的废水处置主要采取微生物处理技术，本质上通过复杂的技术手段来消耗资源和能源，进而实现废水中有机废物的隔离、分解和转变。因此，在某种程度上，废水处理可以被描述为一种“以能耗能”、“污染传递”的非环保方法，这与碳中和的理念相抵触。污水实际上是一种资源与能源的载体，污水中蕴含着极大的化学能和热能。2022年6月生态环境部等7部门联合印发《减污降碳协同增效实施方案》，明确了我国减污降碳协同增效工作总体部署。协同推进减污降碳已成为我国新发展阶段经济社会发展全面绿色转型的必然选择。1.2研究目的和意义在当前全球气候变化的大背景下，污水处理厂作为重要的碳排放源，其减污降碳的研究具有重要意义。通过对城镇污水处理厂碳排放的核算和研究，识别出碳排放的主要来源和影响因素，为实施减排措施提供依