碳中和背景下的水污染防治產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考

水處理網(wǎng)訊:2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào),“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！半p碳”目標(biāo)的提出，為各行各業(yè)下一階段的發(fā)展提出了新的要求，2021年6月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《中國應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)2020年度報(bào)告》，環(huán)境產(chǎn)業(yè)正在醞釀著一場百年未有之大變局。未來5-10年，產(chǎn)業(yè)將走向何方，且看專家們的分析論斷。本期我們推出中國工程院院士、南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長、南京大學(xué)宜興環(huán)保研究院院長、江蘇省水污染防治設(shè)備產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈專班首席專家任洪強(qiáng)在第二屆揚(yáng)子江生態(tài)文明國際論壇暨江蘇省水污染防治設(shè)備產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈發(fā)展峰會(huì)上的精彩報(bào)告，與大家分享。

1 污水處理碳排放不容忽視，占總體量2%-5%

“十一五”以來，我國污水處理步入高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，污水處理設(shè)施和污水處理能力急速增長。根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，我國污水處理廠數(shù)量已由2010年的2496座增長為2020年的5626座，污水處理能力也由2010年的1.2億立方米/天增長到2020年的2.2億立方米/天。與此同時(shí)，污水處理行業(yè)碳排放問題引起關(guān)注。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國污水處理的碳排放為18.7萬噸 CO₂e/d，約占全社會(huì)碳排放總量的2%~5%，屬于典型的能源密集型高耗能行業(yè)。

2 國內(nèi)外污水處理廠低碳創(chuàng)新實(shí)踐

（1）發(fā)達(dá)國家：污水廠向新生水源廠、有機(jī)肥廠、能源輸出廠轉(zhuǎn)變

縱觀國際，諸如美國、加拿大、丹麥、英國、荷蘭、新加坡、德國、日本等發(fā)達(dá)國家，都是水處理行業(yè)創(chuàng)新比較活躍的代表，在碳中和體系下，這些國家圍繞相關(guān)的規(guī)劃、技術(shù)布局與創(chuàng)新、未來發(fā)展導(dǎo)向等做了大量工作?？梢钥闯觯芏嗟湫偷奈鬯畯S已經(jīng)在向新生水源廠、有機(jī)肥廠、能源輸出工廠轉(zhuǎn)變。以荷蘭為例，其針對(duì)城鎮(zhèn)生活和工業(yè)廢水，建立了面向未來的污水處理資源/能源利用模式。（拓展閱讀：荷蘭污水處理新框架——NEWs及其實(shí)踐）

以下是國外相關(guān)污水處理廠通過能源利用或相關(guān)技術(shù)革新實(shí)現(xiàn)碳中和的代表案例?？煽闯觯恍┪鬯幚韽S已實(shí)現(xiàn)100%能量自給，達(dá)到碳中和。

（2）中國：污水處理概念廠實(shí)踐

2013年，曲久輝、王凱軍、王洪臣、余剛、柯兵、俞漢青6位環(huán)境領(lǐng)域著名專家，共同發(fā)起成立中國污水處理概念廠專家委員會(huì)，提出“建設(shè)面向未來的中國污水處理概念廠”這一命題，并于2014年1月在《中國環(huán)境報(bào)》發(fā)表署名文章，正式向社會(huì)宣告，希望以此融通各方智慧和共識(shí)、啟迪創(chuàng)新和創(chuàng)造，引領(lǐng)中國污水處理事業(yè)的升級(jí)發(fā)展。其中，初步提出概念廠的四個(gè)追求：水質(zhì)永續(xù)、能源自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好。

幾年過去，當(dāng)初的設(shè)想已經(jīng)付諸實(shí)踐。其中，河南睢縣第三污水處理廠被認(rèn)為是中國污水處理概念廠的1.0版本。該廠踐行污水處理概念廠的四個(gè)追求，開展水-肥-氣綜合利用，能量自給率達(dá)到35%，相比我國傳統(tǒng)污水廠，已經(jīng)取得較大突破。目前，江蘇省宜興市正在興建概念廠2.0版本，預(yù)期能量自給率可達(dá)到85%。

可以說，國家戰(zhàn)略需求與目標(biāo)、水處理技術(shù)發(fā)展，以及國內(nèi)外的相關(guān)實(shí)踐探索，為未來廢水處理工程實(shí)現(xiàn)碳中和提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力，奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3污水處理廠邁向碳中和的路徑創(chuàng)新

從污水處理體系來講，邁向碳中和，目前主要通過以下幾個(gè)途徑：

節(jié)能（10%~20%）：主要針對(duì)好氧處理環(huán)節(jié)，采用高效曝氣、節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)和泵等，實(shí)現(xiàn)節(jié)能；可再生能源利用（5%~10%）：利用污水廠的設(shè)施，有效利用風(fēng)能、光電、太陽熱能、地?zé)崮艿龋晃鬯械哪茉椿厥眨?%~10%）：主要是碳捕獲，包括化學(xué)能、水力渦輪機(jī)、蒸汽泵、污水熱交換器等；污泥處理產(chǎn)能（40%~80%）：主要是污泥厭氧消化產(chǎn)能。

在具體實(shí)現(xiàn)上，則需要從工藝、技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)各方面通盤考慮。