最新排放方案实施！污水厂被列为重点控制对象，甲烷排放量过高将被处罚？| 杂谈

   

污水处理单位不仅是全球甲烷的重要排放源，也是全球甲烷排放增长最快的排放源之一，同时也具有很大的减排潜力

 

前段时间连续几天的40度高温，不少人直呼“热死人”的同时也在疑惑 ，怎么感觉现在的天气越来越热了？

 

这可不是你的错觉，夏天确实是越来越热了。大数据显示， 甲烷（CH4）在全球变暖中的作用正在呈加速上升势态，它的全球增温潜势是二氧化碳的21倍！

更令人惊讶的是， 污水处理厂被看作是导致气温上升的“罪魁祸首”之一！ 研究发现， 污水处理单位不仅是全球甲烷的重要排放源，也是全球甲烷排放增长最快的排放源之一。

为此，生态环境部及各省市区不得不对污水处理厂的甲烷排放采取“限制”措施。

     

         

     

       

           

         

         

       

     

发布5年行动方案

有效控制污水处理领域甲烷排放

近日， 北京市印发实施《北京市甲烷排放控制行动方案》，系首个按照国家《甲烷排放控制行动方案》（环气候〔2023〕67号）要求印发实施《方案》的地区。

《方案》提到，到2030年， 污水处理、固体废弃物处置、能源活动、农业活动等4大 重点领域甲烷排放得到有效控制，甲烷资源化利用取得较大进展，打造一批试点示范工程，甲烷排放总量保持下降趋势。

其中 在污水处理领域， 减少污水管网和污水处理厂甲烷排放，持续提升污水处理设施运行管理能力，到2030年，污水处理领域甲烷排放保持总体稳定 ，力争进入下降通道。

值得一提的是，早在 前两年 生态环境部等11部门就对污水处理厂“甲烷控制”提出要求和指导意见：

• 全面提升城镇生活污水收集处理效能，稳步提高污泥无害化、资源化利用水平。 鼓励有条件的污水处理项目， 采用污泥厌氧消化等方式产生沼气并加强回收利用。

• 全面落实城镇污水处理厂污染物排放标准 ， 加强甲烷排放数据质量监管 ，探索利用卫星遥感等技术开展甲烷异常排放监管。保障甲烷排放监管工作经费，持续提升专业化监管能力。

• 推动污 水处理厂定期报告甲烷排放数据， 组织开展数据核查、抽查和现场检查工作，稳步提升甲烷排放数据质量。

• 强化污染物与甲烷协同控制措施 ， 鼓励对废水有机物含量高、可生化性较好的行业依法依规 与城镇污水处理厂协商水污染物纳管浓度，减少甲烷产生。

 

     

         

     

       

           

         

         

       

     

8个污水厂甲烷排放控制措施

重点关注DO、COD、水温等参数

据了解， 污水处理过程甲烷等温室气体排放包括直接排放和间接排放。

直接排放是指在污水处理过程中，通过气液界面，直接逸散到大气中的温室气体，主要是甲烷和氧化亚氮， 两种气体的产生量仅次于二氧化碳 。间接排放是指污水处理过程中由于曝气、搅拌等所消耗的电能及碳源等药剂投加 。

以黑龙江省某污水处理厂为研究对象，实际工作中发现， 影响甲烷释放量的因素有化学需氧量浓度、溶解氧、水温、pH等。

• 溶解氧（DO）的影响。由于水中溶解性甲烷会随着曝气溢出， 溶解氧越高曝气强度越大，溢出的溶解性甲烷越多 。因此， 甲烷的释放量随着溶解氧浓度的升高而增大。

• 温度（水温）的影响。由于 产甲烷菌的活性随着基质温度的升高而增加，因此 甲烷释放量随温度升高而升高 ，甲烷 夏季的释放量明显大于冬季。

• 化学需氧量（COD）的影响。研究发现，甲烷的产生需要严格的厌氧环境， 厌氧区的COD在100～400mg /L的范围内， COD越高越有利于释放出大量的甲烷。

根据上述对污水厂甲烷的来源以及影响因素的分析，再结合众多水处理从业者的实际经验， 总结出了4个污水处理甲烷排放的控制对策 。

措施1）准确选择低碳水处理技术

选择生物处理，减少药剂用量，较化学处理方法降低了药剂、药剂制备和运输过程产生的温室气体。生物处理选择节碳工艺，减少外加碳源。 采用厌氧工艺处理高浓度污水，进水有机物浓度越高，所回收的沼气越多，经过收集利用后削减温室气体排放的贡献越大。

措施2）采用合理厌氧发酵工艺和装置

采用合理厌氧发酵工艺和装置， 全面提高厌氧消化设备的沼气产气率和去污率，增加沼气的产出。 从废水厌氧处理阶段直接回收的沼气可用于厂内供电 、生产过程燃料消耗等，不仅完成了污水处理、实现了能源回收利用，同时还削减了处理运行管理费用，降低了后续的好氧投入，缩短了工程投资回收年限。

措施3）加强污水处理水的回用

加强经城市污水处理厂处理后排放的污水的回收再生利用， 降低其以处理水的形式进入到海洋、河流或湖泊等自然水体中所产生的甲烷及其它温室气体排放量，削减其环境风险。

措施4）降低污水厂运行能耗

采用高效能的总体设计、新工艺、新设备的选用、优化总体工艺设计，选择高效的设备和装置，有效降低污水处理厂运行能耗，直接减少城市污水处理厂的温室气体的排放。

 

       

     

     

污水厂甲烷综合利用途径

沼气发电技术，每年节约电费500万

在《甲烷排放控制行动方案》之前，《产业结构调整指导目录》等一系列基于“双碳”目标出台的政策文件，都在支持或强调对甲烷（沼气）这一可再生能源开展综合利用。

事实上，通过沼气的回收利用， 不仅可以降低污水处理厂的碳排放量，还可以给污水处理厂带来一年百万元的收入。

目前，污水处理厂气回收再利用的形式较多，  常规的有沼气发电、 沼气锅炉、 沼气提纯、 沼气拖动鼓风机等。其中， 沼 气发电技术是目前最为典型的沼气回收再利用 技术路线之一 ， 已应用在较多实际工程中。

沼气内燃机发电技术，主要分为三部分：沼气预处理系统、沼气发电系统、尾部烟气余热回收系统。 沼气先后经阻火器、脱水罐、脱硫罐预处理后进入储罐，再由增压风机送入沼气发电机组进行燃烧，燃烧所得的热量主要用于发电，产生的电力并网后用于厂区生产。

▼ 沼气内燃机发电技术路线

有业内人士算过这么一笔账 ：

一座日处理量为40万吨的污水处理厂日产污泥量约为120吨，日产沼气量约为5000立方米，依据沼气发电的气耗率，日产沼气5000立方米可满足兴建一个规模为2.5MW的沼气电站。

假设沼气发电机组在气源稳定的情况下可以长时间稳定运行，平均功率为额定功率的80%，年运行时间按300天计算，一座2.5MW沼气电站在去掉自用电后，每年可外供电量为1396.8万 kWh。

而 一座40万吨/d的污水处理厂年用电量大约为700万kWh，因此仅厂内用电一项每年即可为污水处理厂节约开支约550万元，沼肥收入约为50万元。

此外，除了满足污水处理厂自身用电，沼气发电厂每年还可向输电管网供电696.8万kWh，供电收入约为166.74万元，减去160万元的运营成本后， 每年还能净收入6.74万元。

需要特别指出的是， 利用沼气发电需要符合下列要求，才可以将沼气作为发电机组的燃料 ：

1）甲烷含量不低于40%的体积百分比；2）沼气温度不高于50 ℃；3）沼气中甲烷体积含量≥60%，且硫化氢≤300mg/Nm3、氯氟化物≤150mg/Nm3、氨≤30mg/Nm3，粉尘粒度≤5μm、含量≤30mg/Nm3，且无液体成分、湿度低于80%。

作品来源：环保水圈  

素材参考：中国环境、生态环境部、 网络等