PDF下载
污水处理低碳技术的现状与评价

张建东

北京益普希环境咨询顾问有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特市,010011

摘要: 污水处理厂是专门处理雨水、生活废水、工业废水等污水的工厂,属于现代化城市建设中的基础设施,对社会生活和生产活动,以及对生态环境保护等,起到了十分重要的意义与价值。现阶段,污水处理厂在生产管理方面,提出了技术性节能减排的改进目标,这就需要在污水处理低碳技术上加以创新与改进,以降低污水处理过程中的能源过度消耗的问题。
关键词: 污水处理;低碳技术;现状与评价
DOI:10.12721/ccn.2023.157067
基金资助:
文章地址:

1绪论

我国是全球碳排放大国,在高质量发展及推进“双碳”目标实现的背景下,寻求低碳技术成为我国耗能行业发展的新出路。污水处理行业是我国的耗能大户,2020年全行业耗电约338亿k W·h,且在社会总能耗中的占比逐年提高。污水处理行业的碳排放量约占全社会总排放量的1%-2%,位居我国前十大碳排放行业。城市污水中的有机碳源蕴含丰富的化学能和热能,发展节能降耗与减污降碳协同的污水处理绿色低碳技术,对于实现污水资源回收、减少生命周期碳排放至关重要[1]

2污水处理低碳技术

2.1低碳与固碳处理的碳减排技术  

目前,单从节能降碳的技术应用实现污水处理的碳中和仍具有一定难度,具有固碳运行潜力的可持续处理工艺成为日益盛行的污水处理工艺。微藻处理污水过程中,不仅可吸收污水中的氮、磷等营养物质将其转化为胞内的大分子物质(如蛋白质、油脂、碳水化合物等),还可以通过光合作用将CO2转化为有机碳供体内生物质合成,固定CO2的量可达微藻生物质的1.83倍。微藻生物质可以通过物理或化学手段提取加工成生物燃料或高值化学品,实现污水的能源化和资源化利用,促进污水处理厂的可持续发展并抵消其他环节的碳排放,是一种极具应用前景的污水处理生物固碳技术。但是,目前微藻处理技术应用于污水处理需要与其他深度处理技术相结合来实现出水达标。此外,微藻的分离浓缩过程能耗较高,增加了微藻能源化与资源化的成本,相关技术仍需进一步突破。

2.2基于智慧水务的碳分配技术  

传统污水处理厂设备运行所消耗的电能和热能是主要的能耗。通常设备运行功率或时间等参数都是以预设的定值工作,而实际的污水水质、水量及温度等参数是动态变化的,因此可能会造成不必要的能源浪费。若提高污水处理厂运行稳定性及精细化程度,可以有效降低能耗实现碳减排。随着物联网技术、人工智能、大数据等智慧技术的不断发展,通过厂内运行产生的大量参数作为污水处理厂的模型数据库可有效优化及完善污水厂设备的精细化生产运行策略。  除了污水处理厂设备精细化运行外,污水中回收的能源(如污泥焚烧发电、热电联产、出水余温热能等),可通过数学模型进行污水处理厂能源回收核算,并基于各处理环节在线监控的反馈实现能源智能分配,避免能源的过度浪费。通过智慧化水务系统也可对污水处理厂的能源回收及平衡模式进行评估,为污水处理厂的碳减排效益核算提供数据支撑。目前,多变的水质参数和外界条件以及复杂的生物反应是污水处理厂实现智慧化决策的难点,如何准确掌握污水处理厂实时运行参数以及开发匹配的生物处理模型是智慧化运管的关键。

3污水处理低碳技术的认证

3.1升级污水处理体系

改进升级城市的污水处理体系,才能使污水处理技术走向绿色环保。现在技术有了很大的进步,城市建设要与现在的污水处理技术同步,及时更新现有的处理体系,尽可能的在降低成本的基础上,提高污水的处理程度,节约水资源。在处理污水时,可以在沉淀池等污水处理环节中使用一些活性污泥,用活性污泥去净水,吸取污水中的污渍等,净化水质。也可以利用CCAS处理等进行污水的净化处理,国内外有很多先进的技术,都是我们可以借鉴利用的,从而在不同的环境下采用合适的方式进行处理。另外,我们要系注重污水处理设备的定期维修,以免因故障造成更大的浪费[2]

3.2强化污水再利用机制

由于水资源浪费问题,人均水资源占有量不足。面对这样的形势,污水处理与污水再利用机制应发挥出应有的作用,强化污水再利用机制,能够有效缓解工业、农业甚至人们生活用水的压力。所以,应转变污水再利用的思想误区,建立污水二次利用机制,有助于水资源的保护,相关企业与研究人员,应加大污水处理技术以及污水二次利用技术的开发力度,全面提升污水再利用效率与质量。不仅如此,不同地区在污水二次利用中,应结合当地实际生产生活情况,判断进行污水再利用的项目,将处理后的污水作为农业生产区域作为农田灌溉用水,或是适当运用到工业生产区域工作中。

3.3采取自动化污水处理技术

自动化处理技术的应用,一方面,更好地助力低碳设施建设,另一方面,污水处理厂会高经济效益,确保处理设备可以在高效、安全情况下,进行污水处理。因为污水处理具有较高的环境要求,加之流量、温度和压力等均会伴随外界条件而发生改变,所以为提高技术效率应降低外界条件带来的影响,通过污水自动化处理技术,可以随时检测与调整流量、温度和压力等相关因素,由此为处理设备整体工作效率提供保障,提高处理设备质量。针对集水池处理而言,应该确保来水量频率维持和抽水频率相一致,如果来水量超过抽水量,很容易致使浸泡格栅间,但是如果抽水量超过来水量,水泵很容易出现干烧问题,因此会导致处理设备被损害。基于此,通过推广大力这项技术,才会让污水处理达到低碳目标。

3.4加大对污水处理低碳技术的资金投入

污水处理低碳技术改进,需要大量的资金支持,特别是在新型的污水处理节能设备方面,应当加大对污水处理低碳技术改进方面的资金投入,为新技术研发应用奠定坚实基础。例如,为缓解技术研发资金短缺的问题,污水处理厂可以寻求社会企业的帮助,尤其是那些生产过程中产生并排放废水的企业,这在一定程度上能够解决技术研发资金的短板。又如,污水处理厂多为市政部门或者税务部门建设,属于社会服务性、公益性基础设施,所以相关部门可以提供一部分技术改进资金,以便帮助污水处理厂完成低碳技术改革任务。

3.5加强水资源回收系统的建设

要想污水处理技术走向绿色环保,那不仅仅要从设备上去更新换代,也要尝试换些角度去看待污水处理的问题,其中至关键的是水资源的重复利用。我们要加强水资源回收利用系统的建设,尽可能二次使用处理后的污水。比如:将在道路上收集的污水进行净化处理,因为这些污水大多是雨水,其中所含的毒物质很少,经过处理后,可以将处理后的水灌溉城市的花草,进行绿化。在工业中使用的水资源,也可以采用处理后的城市污水,尽可能地节约水资源,比如城市路面洒水车、一些基础绿化设施等,都可以采用经过净化处理后的水资源[3]

结束语

城市污水不只是居民的生活污水,也包括工厂的生产废水,这些污水如果处理不当,会对人们的生活产生影响。因此,在应用传统的活性污泥法进行污水处理的同时,引进低碳技术,不仅可以保证污水的达标处理,也在一定程度上实现了环保资源化的目标。在城市污水处理的过程中,低碳技术能够使提升污水处理的效果,是一种值得大力推广使用的现代化处理技术。

参考文献

[1]吴彩虹.节能低碳技术在污水处理中的应用探讨[J].皮革制作与环保科技,2021,2(01):29-30+33.

[2]段钢.谈节能低碳技术在污水处理中的应用[J].山西建筑,2017,43(30):186-187.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2017.30.103.

[3]余虹.低碳社区绿色技术减碳量计算研究[J].中华建设,2017(01):150-153.