摘要
污水处理行业是民生保障类行业，污水处理厂作为污水处理行业的主要基础排放单位，具有单位产值能耗高，碳排增温效应高，碳减排工作投入成本高的“三高”突出特点。我国污水处理行业没有完整的碳计量体系，现阶段对于碳计量核算体系主要以IPCC编制的《2006IPCC国家温室气体清单指南》以及其2019年修订版为标准，并在此标准框架下指定了相应的核算指南。但是，IPCC核算方法中的推荐参数过于宽泛且不准确，我国污水处理工艺与国外并不相同，实测发现用IPCC核算方法计算的碳排放结果偏高。另外，我国缺少适合城镇本地化的碳排放核算方法或直接碳排放因子，而且，我国现有研究大部分集中在理论推导计算污水处理厂碳排放核算结果，推导核算结果过于理想化，因此，需建立一个符合国情的碳计量体系，以更准确地反映和核算城镇污水处理厂的碳排放情况。 基于此，本研究目的为根据碳足迹生命周期评价法确定核算边界、温室气体排放特征，整合归纳现有碳排放核算方法，基于现有核算方法思路，采用排放因子法和实测法相结合的方法对广州市A污水处理厂进行实地监测，提出污水处理厂碳排放核算新方法并进行对比修正分析，修正直接碳排放因子的国际推荐值，计算出适合中国本地化的城镇污水处理厂碳排放因子，为污水处理行业的碳减排工作部署构建排放因子数据库提供数据支撑，挖掘相应碳减排潜力并给出碳减排建议。本研究主要研究内容和结论如下： 1）基于实验改进的污水处理厂碳排放核算新方法中，CO2排放和BOD呈显著正相关、和水流量Qw呈显著负相关，CH4排放和BOD呈显著正相关、和总氮TN呈显著负相关，N2O排放和总氮TN呈显著正相关；2）基于实验改进污水处理厂碳排放核算新方法核算出A污水处理厂2023年1-9月总碳排放量从57443321kgCO2-eq修正至36734785kgCO2-eq，碳排放强度从0.476kgCO2-eq/m3修正至0.305kgCO2-eq/m3，碳排放量占比为间接：直接=83.57%：16.43%，修正后碳排放占比依次为电耗（70.86%）、CH4碳排放当量（14.54%）、药耗碳排放当量（12.71%）、N2O碳排放当量（1.5%）、化石源CO2碳排放量（0.3%）；3）现有城镇污水处理厂碳排放核算方法中的碳排放因子均高于国内城镇污水处理厂实地监测检验结果。修正结果为：化石源CO2：28.730kgCO2/tBOD修正至23.337kgCO2/tBOD，CH4：0.0834kgCH4/kgBOD修正至0.0318kgCH4/kgBOD，N2O：0.0160kgN2O/kgTN修正至0.0007kgN2O/kgTN；4）针对修正后碳排放核算结果，挖掘碳减排潜力并提出碳减排建议：A提高污水处理用电效率，降低污水处理过程的电力消耗；B提高曝气效率，减少污水处理过程的厌氧环境；C精准把控药剂消耗量，选择低碳排放因子的药剂；D将化石源CO2纳入碳排放核算中，以提高碳排放核算的准确性。本研究提出的污水处理厂碳排放核算新方法和本地化碳排放因子，修正了我国碳排放因子数据，补充完善污水处理行业碳排放核算方法学研究，供我国城镇污水处理厂碳排放核算参考借鉴，为城镇污水处理厂以及整个污水处理行业绿色低碳转型提供数据支撑和理论依据。 本研究主要创新点如下：1）基于现有碳排放核算方法思路，提出了适合中国城镇本地化新的污水处理厂碳排放核算新方法；2）核算了AAO工艺和倒置AAO工艺的碳排放并进行对比分析；3）基于实地监测数据，修正并给出了广州市的城镇污水处理厂直接碳排放因子。
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