【可持续发展污水处理技术专题】重庆交通大学蒋彬老师团队：碳中和视角下污水处理现状与展望

（1）解读分析了国外污水处理厂实现碳中和案例。

（2）总结了实现碳中和目标的实施途径和主要减排工艺。

（3）提出了碳中和视角下我国面向未来污水处理厂所面临的技术挑战和未来研究方向。

通过对国内外报道的污水处理厂实现碳中和的文献进行爬梳洗剔，对污水处理厂碳中和的研究热点进行可视化分析。

此外，通过对国外污水处理厂实现碳中和案例的解读分析，系统性地介绍了碳中和实现途径及主要减排工艺，为我国污水处理厂实现碳中和目标提供借鉴和参考。

21世纪以来，全球气候变暖问题日趋严重，亟需控制碳排放水平。2020年，中国承诺将于2030年达到碳达峰，并在2060年实现碳中和目标。为实现这一承诺，我国各行业开始密切关注CO ₂ 的排放量，并将实现碳中和作为行业发展的最终目标。污水处理过程中产生的碳排放量不容忽视，未来污水处理厂若能将处理过程中的化学能和余温热能加以利用，便能弥补运行过程中的能量赤字，进而实现碳中和这一宏伟目标。

国际上已有一些国家走在碳中和的前列并陆续发布实现污水厂碳中和的线路图，为世界污水处理的可持续发展提供了先进的经验。美国Sheboygan污水厂通过开源节流的运行策略实现了处理过程中能量的自给自足，实现了产电量与耗电量比值超过90%、产热量与耗热量比值超过85%的佳绩。荷兰将污水厂实现碳中和定义为NEWs框架，即可持续污水处理实质上是营养物（Nutrient）、能源（Energy）与再生水（Water）的制造工厂（Factories）。

德国Steinhof污水厂充分利用污水中的氮、磷等资源并将处理后的水资源和污泥进行二次利用，该厂的总外源CO ₂ 减少高达114%，已能够超额完成碳中和目标。受限于水行业发展的技术水平等诸多因素的限制，我国尚未建成真正意义上实现碳中和的污水厂。以资源为导向的污水处理逐渐成为全球水处理行业未来追求的主题，中国也将积极探索污水厂的发展路径，未来中国的新概念水厂将在实现水质净化的基础上实现碳中和目标。

从碳捕捉、厌氧共消化、热电联产、磷回收、再生水利用和余温热能利用六个方面对污水处理厂实现碳中和途径及主要减排工艺进行系统性的阐述，实现污水厂碳中和目标的关键是对资源和能量进行回收利用及处理设施的节能降耗。资源型污水处理正逐渐成为全球污水处理行业的时代主题，中国污水厂实现碳中和虽然仍面临一系列挑战，但也在积极探索适合自己发展的道路。

未来的发展方向主要为以下4个方面：

①加强低碳和资源回收处理技术的开发；

②完善管网配套建设水平，提高污水收集率和进水COD，同时加强污泥资源化处置；

③充分利用污水中的余温热能，开发高效热量交换技术，推进回收热能并网的发展；

④加快污水处理厂智能化发展、自动化进程，实现城市污水处理厂运行模式的转型。

国外一些污水厂在资源回收和能量利用方面走在了世界前列，为中国污水厂实现碳中和提供了宝贵的经验。未来污水处理厂的运行目标将会从污染物减少到水资源再利用、资源和能量回收和水生态修复进行转变。

第一作者 ：第一作者：蒋彬，博士，副教授，E-mail：jb340@163.com。

国家注册环保工程师，注册环评工程师。主要从事水处理、固体废弃物处理与处置、水生态修复、饮用水水质安全保障技术等方面的研究。累计发表论文30余篇，授权国家发明专利1项，主持省部级课题2项。

通讯作者 ：陈垚，博士，E-mail：chenyao@cqjtu.edu.cn。

重庆交通大学教授，给排水科学与工程专业负责人，全国注册公用设备工程师（给水排水）。主要从事水污染防控与城市雨洪管理研究工作，研究方向为生物滞留技术、次级河流生态修复、海绵城市水文模拟与城市内涝预报预警。

主持国家自然科学基金1项、主持和参与国家科技支撑计划、国家水污染治理重大专项、重庆市自然科学基金，以及地方和企业委托项目等30余项。曾获重庆市科学技术奖一等奖等省部级科技奖励3项。任中国城镇供水排水协会工程教育专业委员会委员、重庆市青年科技领军人才协会会员、重庆市海绵城市建设技术指导专家委员会专家、重庆市勘察设计协会专家委员会专家等，以及《中国给水排水》和《安全与环境学报》青年编委。在高水平中英文期刊发表论文50余篇，申请（授权）发明专利10余项，参编学术专著2部。培养硕士研究生20余名。

（ 来源 ：《工业水处理 》 2022年第6期 ）