摘 要

在现今世界，温室气体的排放量每年都在增加，导致全球变暖等环境问题日趋严峻。在全球性气候变暖的严峻形势下，而中国是当今世界上碳排放量最大的国家，早在2005年就已经超越美国成为世界第一碳排放大国。而在污水处理行业的碳排放量被公认为是目前的十大碳排放行业之一，是不可忽视的碳排放减排的领域。所以，污水处理厂当中碳排放和能源的核算二者不可缺少。

本文中计算了二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放量。为了算清某石化园区的碳排放量，把碳排放分为直接和间接排放，在直接排放中有生物法的有机物氧化和微生物内源呼吸引起的碳排放、氮硝化产生的碳排放和污水处理过程会产生的甲烷；而在间接碳排放中有曝气池的二氧化碳、污泥处置和药耗电耗引起的碳排放。接着还算了某石化园区大概的成本。然后分析了直接和间接碳排放的组成及排放量，结合其排放量的特点提出碳减排策略，为某石化园区建设污水处理厂低碳研究做了有益的贡献。

关键词：污水处理厂 碳排放 碳减排

Abstract

In today's world, greenhouse gas emissions are increasing every year, leading to increasingly serious environmental problems such as global warming. Under the severe situation of global warming, China is the largest carbon emitter in the world. As early as 2005, China has surpassed the United States to become the world's largest carbon emitter. Carbon emissions from sewage treatment industry are recognized as one of the top ten carbon emission industries, which can not be ignored. Therefore, carbon emissions and energy accounting in sewage treatment plants are indispensable.

In this paper, the emissions of carbon dioxide, methane and nitrous oxide are calculated. In order to calculate the carbon emissions of a petrochemical park, the carbon emissions are divided into direct and indirect emissions. In the direct emissions, there are carbon emissions from biological oxidation of organic matter and endogenous respiration of microorganisms, carbon emissions from nitrogen nitrification and methane from sewage treatment process; in the indirect emissions, there are carbon dioxide emissions from aeration tank, sludge disposal and carbon emissions from power consumption of medicine. This is the case. Then the approximate cost of a petrochemical park is calculated. Then the composition and emissions of direct and indirect carbon emissions are analyzed. Combining with the characteristics of their emissions, carbon emission reduction strategies are put forward, which make a useful contribution to the low-carbon research of sewage treatment plant in a petrochemical park.

Key words: sewage treatment plant; carbon emissions; carbon emission reduction

目录

摘要 II

Abstract III

目录 IV

第一章 文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外污水处理碳排放研究进展 1

1.3 IPCC清单法 1

1.4 物料衡算法 2

1.5 生命周期法 2

1.6 研究路径 3

1.6.1 研究问题 3

1.6.2 研究方法 4

第二章 方法及计算 7

2.1 物料衡算 7

2.1.1 初沉池 7

2.1.2 生物池 二沉池 8

2.2 二氧化碳的直接排放 10

2.2.1 有机物氧化的二氧化碳排放量 10

2.2.2 微生物内源呼吸排放二氧化碳的量 11

2.2.3 氮硝化产生氧化亚氮的碳排放核算 12

2.2.4 污水处理过程中由甲烷导致的直接碳排放 12

2.2.5 直接总碳排放量 14

2.3 二氧化碳的间接碳排放量 14

2.3.1 提升泵碳排放量计算 14

2.3.2 曝气池的二氧化碳排放量计算 17

2.3.3 污泥处置而产生的二氧化碳 17

2.3.4 由药耗及电耗造成的二氧化碳排放 21

2.3.5 成本估算 24

第三章 结果分析 26

3.1 直接碳排放量结果分析 26

3.1.1 直接碳排放量组成 26

3.1.2 分析 26

3.2 间接碳排放量结果分析 27

3.2.1 间接碳排放量组成 27

3.2.2 分析 28

3.3 污水处理厂总碳排放分析 30

第四章 结论与建议 31

4.1 结论 31

4.2 展望 31

4.3 碳减排建议 32

参考文献 34

第一章 文献综述

1.1 研究背景

在现今世界，温室气体的排放量每年都在增加，导致全球变暖等环境问题日趋严峻。在全球性气候变暖的严峻形势下，中国作为世界最大的能源消费国，承诺在2020年要实现单位GDP碳排放量较2005年下降40%~45%^[1]。然而污水水在处理过程中直接产生甲烷和氧化亚氮等温室气体，也因消耗大量能源、药品而间接产生温室气体，因而污水处理厂被认为是碳排放的主要来源之一^[2]。另外，污水处理行业的碳排放量被公认为是目前的十大碳排放行业之一，是不可忽视的碳排放减排的领域^[3]。因此，在污水处理厂当中碳排放和能源的核算二者缺一不可。

碳排放核算的目的是要达到碳中和，要通过各种途径来吸收污水处理厂的运行当中各个系统环节所排放出的温室气体。碳中和是一个很难以达到的目标，但碳排放核算和能源核算是无限逼近于这个目标的必经之路。通过碳排放的核算，我们不仅可以确切地知道一个污水处理厂在运行当中预计会产生的碳排放量，同时也为污水处理厂的低碳环保运行提供了充足的前提条件。而能源核算其最终目的也是通过对污水处理厂能量消耗的计算来推导开采相应能源所会产生的碳排放量，同时也为污水处理厂的节能减排提供保障。

1.2 国内外污水处理碳排放研究进展

根据国内外研究的进展，碳排放的方式大体上分为两类，即间接和直接排放。直接排放的意思是在污水处理系统的处理污水过程当中，而各个处理环节会直接排放到周边环境当中的甲烷、一氧化二氮、二氧化碳等温室气体。