中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
中国科技核心期刊
环境科学领域高质量科技期刊分级目录T2级期刊
RCCSE中国核心学术期刊
美国化学文摘社(CAS)数据库 收录期刊
日本JST China 收录期刊
世界期刊影响力指数(WJCI)报告 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

南方典型城市污水处理厂碳排放特征及降碳策略研究

张志红 尚振欣 蔡辰 刘佳 黄翔峰

张志红, 尚振欣, 蔡辰, 刘佳, 黄翔峰. 南方典型城市污水处理厂碳排放特征及降碳策略研究[J]. 环境工程, 2024, 42(11): 72-80. doi: 10.13205/j.hjgc.202411008
引用本文: 张志红, 尚振欣, 蔡辰, 刘佳, 黄翔峰. 南方典型城市污水处理厂碳排放特征及降碳策略研究[J]. 环境工程, 2024, 42(11): 72-80. doi: 10.13205/j.hjgc.202411008
ZHANG Zhihong, SHANG Zhenxin, CAI Chen, LIU Jia, HUANG Xiangfeng. CARBON EMISSIONS CHARACTERISTICS AND REDUCTION STRATEGIES FOR TYPICAL URBAN DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT PLANTS IN SOUTHEASTERN CHINA[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(11): 72-80. doi: 10.13205/j.hjgc.202411008
Citation: ZHANG Zhihong, SHANG Zhenxin, CAI Chen, LIU Jia, HUANG Xiangfeng. CARBON EMISSIONS CHARACTERISTICS AND REDUCTION STRATEGIES FOR TYPICAL URBAN DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT PLANTS IN SOUTHEASTERN CHINA[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(11): 72-80. doi: 10.13205/j.hjgc.202411008

南方典型城市污水处理厂碳排放特征及降碳策略研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202411008
基金项目: 

水务供排水系统碳排放核算及低碳战略研究(kh0040020221961)

详细信息
    通讯作者:

    黄翔峰(1974-),男,教授,主要研究方向为碳中和理论与技术。hxf@tongji.edu.cn

CARBON EMISSIONS CHARACTERISTICS AND REDUCTION STRATEGIES FOR TYPICAL URBAN DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT PLANTS IN SOUTHEASTERN CHINA

  • 摘要: 在当前全球气候变化的大背景下,城镇生活污水处理厂作为城镇供排水系统的组成部分,是重要的温室气体排放源之一。基于排放因子法,对中国东南沿海某省会城市4座不同工艺的生活污水处理厂进行了碳排放核算,分析了不同工艺之间的碳排放特征和强度的差异。研究对象包括采用卡鲁塞尔氧化沟(OD)、厌氧-缺氧-好氧(A2/O)、厌氧-缺氧-好氧与膜生物反应器结合(A2/O+MBR)以及循环式活性污泥法(CASS)工艺的污水处理厂。结果表明,4座污水处理厂的碳排放总量和结构存在显著差异。A2/O+MBR工艺因其高能耗和药剂使用导致碳排放强度最高,平均为0.403 kg CO2-eq/m3;CASS工艺由于其周期性运行模式,N2O排放占比显著,但其电力和药剂消耗有明显优势。OD和A2/O工艺运行稳定,碳排放强度波动较小。研究发现,处理水量和进水TN浓度是影响碳排放强度的关键因素,其中,A2/O+MBR工艺表现出显著的规模效应。基于上述分析,提出了南方地区污水处理厂的碳削减对策,包括低碳规划、工艺选择、运行优化和因子本地化等方面。通过这些策略,可以有效减少污水处理过程中的碳排放,推动污水处理向低碳高效方向发展。
  • [1] IPCC. Climate Change 2021: the Physical Science Basis[R]. 2021.
    [2] ZABOROWSKA E, LU X, MAKINIA J. Strategies for mitigating nitrous oxide production and decreasing the carbon footprint of a full-scale combined nitrogen and phosphorus removal activated sludge system[J]. Water Research, 2019, 162: 53-63.
    [3] VAN LOOSDRECHT M C M, VOLCKE E I P, VAN DONGEN L G J M, et al. Methane and nitrous oxide emissions from municipal wastewater treatment-results from a long-term study[J]. Water Science and Technology, 2013, 67(10): 2350-2355.
    [4] NAYEB H, MIRABI M, MOTIEE H, et al. Estimating greenhouse gas emissions from Iran’s domestic wastewater sector and modeling the emission scenarios by 2030[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 236: 1-13.
    [5] NI X, HUANG X, GUO R, et al. Water-energy-carbon synergies and trade-offs: a daily nexus analysis for wastewater treatment plants[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2023, 188.
    [6] DU W J, LU J Y, HU Y R, et al. Spatiotemporal pattern of greenhouse gas emissions in China’s wastewater sector and pathways towards carbon neutrality[J]. Nature Water, 2023, 1: 166-175.
    [7] 中国城镇供水排水协会. 城镇排水统计年鉴[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.
    [8] 李社锋, 张家琛, 冯巍, 等. 膜生物反应器研究新进展与应用[J]. 环境工程, 2024, 42(1): 37-46.
    [9] TOLKOU A K, ZOUBOULIS A I. Effect of climate change in WWTPs with a focus on MBR infrastructure[J]. Desalination and Water Treatment, 2015, 57(5): 2344-2354.
    [10] 闫旭, 邱德志, 郭东丽, 等. 中国城镇污水处理厂温室气体排放时空分布特征[J]. 环境科学, 2018, 39(3): 1256-1263.
    [11] 邱德志, 陈纯, 郭丽, 等. 基于排放因子法的中国主要城市群城镇污水厂温室气体排放特征[J]. 环境工程, 2022, 40(6): 116-122.
    [12] 中国城镇供水排水协会. 城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2022.
    [13] 王洪臣, 陈加波, 张景炳, 等. 《污水处理厂低碳运行评价技术规范》标准解读及案例展示[J]. 环境工程学报, 2023, 17(3): 705-712.
    [14] 中华人民共和国生态环境部. 企业温室气体排放核算方法与报告指南发电设施(2022年修订版)[EB/OL]. https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202212/W020221221671986519778.pdf,2024-01-04.
    [15] 中国城镇供水排水协会. 城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2022.
    [16] 吴明明, 周毅, 熊珍, 等. 某地下污水厂MBR膜运行效率及工艺控制分析[J]. 净水技术, 2024, 43(5): 176-181.
    [17] YU L, PENG K, HUANG Y, et al. Application of a water-energy-carbon coupling index to evaluate the long-term operational stability of the anaerobic-anoxic-oxic-membrane bioreactor (A2/O-MBR) process under the influence of rainstorms[J]. Water Research, 2024, 255: 121489.
    [18] WANG H C, CUI D, HAN J L, et al. A2O-MBR as an efficient and profitable unconventional water treatment and reuse technology: a practical study in a green building residential community[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2019, 150.
    [19] BAE W B, PARK Y, CHANDRAN K, et al. Temporal triggers of N2O emissions during cyclical and seasonal variations of a full-scale sequencing batch reactor treating municipal wastewater[J]. Sci Total Environ, 2021, 797: 149093.
    [20] PIJUAN M, TORÀ J, RODRÍGUEZ-CABALLERO A, et al. Effect of process parameters and operational mode on nitrous oxide emissions from a nitritation reactor treating reject wastewater[J]. Water Research, 2014, 49: 23-33.
    [21] LI Y, GU H, ZHAO G, et al. Carbon accounting of A2O process based on carbon footprint in a full-scale municipal wastewater treatment plant[J]. Journal of Water Process Engineering, 2023, 55: 104162.
    [22] LIU Z, XU Z, ZHU X, et al. Calculation of carbon emissions in wastewater treatment and its neutralization measures: a review[J]. Science of the Total Environment, 2023: 169356.
    [23] 呼永锋, 梁梅, 张永祥, 等. A2/O+MBR工艺运行效果与碳排放特征研究[J]. 中国环境科学, 2021, 41(9): 4439-4446.
    [24] AZIZ N F A, RAMLI N A, HAMID M F A. Energy efficiency of wastewater treatment plant through aeration system[J]. Desalination and Water Treatment, 2019, 156: 38-45.
    [25] 孙强强, 陈贻龙. 南方某省城镇污水处理厂碳排放特征[J]. 环境工程学报, 2023, 17(10): 3231-3244.
    [26] 张静. 污水处理厂温室气体核算与减排途径研究[D]. 大连:大连交通大学, 2023.
    [27] 邱勇, 刘雪洁, 石培培, 等. 济南市污水处理厂碳排放特征分析[J]. 环境工程, 2023, 41(增刊2): 218-223.
    [28] 钱晓雍, 胡静, 李丹, 等. 上海城镇污水处理厂温室气体排放核算及其特征[J]. 中国给水排水, 2022, 38(21): 39-44.
    [29] 吴娇. 上海某污水处理厂碳排放分析及减碳路径探索[J]. 净水技术, 2023, 42(增刊1): 135-140.
    [30] 陈其楠, 龚昊泽, 吕燕. 上海市城镇污水处理厂温室气体排放规律[J]. 净水技术, 2024, 43(S1): 142-149

    ,221.
    [31] 程石慧. 污水处理厂碳排放分析与优化运行研究[D]. 南昌:南昌大学, 2023.
    [32] 吴良洪,程贞雄,吴浩然,等.提质增效背景下城市污水收集系统的碳排放特征与影响因素分析[J/OL].环境科学,1-18[2024-10-28

    ].https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202401061.
    [33] WU H, CAI C, YU L, et al. Technology-driven carbon-neutral pathway analysis for urban wastewater treatment plants[J]. Journal of Cleaner Production, 2024: 143696.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  26
  • HTML全文浏览量:  4
  • PDF下载量:  1
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-15
  • 网络出版日期:  2025-01-16

目录

    /

    返回文章
    返回