聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的研究表明，CO2、CH4、N2O的全球變暖潛能值（GWP）分別為1、21、310。遏制全球氣候變暖，削減溫室氣體排放，提出以能源高效利用與清潔能源開發(fā)為基礎(chǔ)，以“低消耗、低污染、低排放”為基本特征的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。我國政府于2009年11月25日決定2020年單位GDP二氧化碳排放量比2005年減少40%～45％。
上海市政工程設(shè)計研究總院總工張辰在“2010上海熱點(diǎn)論壇”上指出，排水系統(tǒng)具有廣闊的減碳空間。
排水系統(tǒng)是完成城市減排目標(biāo)的主體，我國城鎮(zhèn)污水集中處理能力已超過1億m3/d，年消減污染物（COD）達(dá)600萬t以上。排水系統(tǒng)又是碳排放行業(yè)，排水管渠、污水處理設(shè)施建設(shè)需要消耗大量高能源高碳密度原材料產(chǎn)品，在輸送和處理過程中，亦直接或間接造成溫室氣體的排放。
建設(shè)過程溫室氣體排放
在排水系統(tǒng)建設(shè)過程中，材料生產(chǎn)、運(yùn)輸過程、施工建設(shè)等各個環(huán)節(jié)都會溫室氣體。
表1 建設(shè)過程溫室氣體排放
輸送過程溫室氣體排放
排水系統(tǒng)中雨污水輸送過程，溫室氣體的直接排放主要途徑是排水管道厭氧環(huán)境產(chǎn)生CH4，間接排放則包括雨污水提升所用電耗等。
雨污水提升所用電耗與提升流量Q、揚(yáng)程H和水泵運(yùn)行時間t成正比，單位電耗的CO2排放指標(biāo)以0.95kg/（kW?h）計，則雨污水提升過程的CO2排放量M(kgCO2)為：
雨水源頭徑流削減、污水分散處理，將有助于降低雨污水提升流量，從而減少雨污水提升過程中的CO2排放。
污水處理溫室氣體排放
污水處理過程中，好氧工藝和厭氧工藝的溫室氣體產(chǎn)量與進(jìn)水有機(jī)物濃度和對甲烷的回收利用比例有關(guān)。
不同污水處理工藝的溫室氣體產(chǎn)量
污泥厭氧消化過程的沼氣回收對減少污泥處理處置過程的碳排放量貢獻(xiàn)較大，通過5年的沼氣回收，可以將建設(shè)期排放的溫室氣體全部抵消。
污泥處理過程碳排放量
溫室氣體減排途徑
張辰認(rèn)為，應(yīng)在在規(guī)劃理念、工藝選擇、運(yùn)行管理的方案比選中引入“碳尺”概念，污水收集、輸送、處理、處置全方位采用低碳技術(shù)，削減“碳源”，增加“碳匯”。
（1）樹立低碳規(guī)劃理念
科學(xué)選擇排水體制和規(guī)劃布局，建立完善的合流制、完全的分流制。污水系統(tǒng)優(yōu)化集中與分散，統(tǒng)籌考慮污水再生利用和污泥資源化利用方向和規(guī)模；雨水系統(tǒng)兼顧面源污染控制設(shè)施布局。
推行低影響開發(fā)(LID)理念，小區(qū)開發(fā)應(yīng)以不增加城市基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)擔(dān)為原則，將開發(fā)區(qū)域的徑流系數(shù)作為規(guī)劃指標(biāo)加以明確，嚴(yán)格控制。降低徑流系數(shù)可采取的措施：屋面雨水收集利用、滲透鋪裝、大型綠地公共設(shè)施蓄滲。
（2）選擇低碳水處理技術(shù)
選擇生物處理降低藥劑用量；選擇節(jié)碳工藝減少外加碳源，短程硝化反硝化技術(shù)可節(jié)約25%左右的需氧量和40%左右的碳源，減少50%左右的污泥量；反硝化脫氮除磷可節(jié)省30%左右的需氧量和50%左右的碳源，減少50%左右的污泥產(chǎn)量；高濃度污水可選擇厭氧工藝
（3）關(guān)注污泥處理處置能源回收
選擇厭氧消化回收能源，沼氣發(fā)電可補(bǔ)充污水處理廠20%~30%的電耗；發(fā)電過程可從內(nèi)燃機(jī)熱回收系統(tǒng)回收40%~50%的能量；避免污泥填埋降低碳排放，我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》已于2009年2月頒布執(zhí)行，同步形成9項國家或行業(yè)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范污泥處理處置技術(shù)路線。
（4）加強(qiáng)減碳運(yùn)行措施
提高收集輸送系統(tǒng)的有效性；改善曝氣處理過程的精確性，精確曝氣系統(tǒng)是對污水處理過程的精細(xì)化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)按需曝氣、降低電能消耗、穩(wěn)定生化環(huán)境等功能。上海桃浦污水處理廠的精確曝氣控制試驗表明，采用該系統(tǒng)曝氣量可節(jié)約30%左右。
（5）加大低碳排水技術(shù)科研投入
制訂排水系統(tǒng)各單元碳排放指標(biāo)，建立排水系統(tǒng)碳排放信息庫，在此基礎(chǔ)上研發(fā)低碳水處理技術(shù)。
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