基于SD模型的城市生活污水处理系统NO排放现状及预测

作     者：刘嘉欣 陈彬 段存存 邹家祥 

作者机构：河北工程大学能源与环境工程学院 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京师范大学环境学院 北京师范大学水科学研究院 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(No.72091511) 北京市自然科学基金项目(No.9222017) 湖南省科技创新计划资助(No.2023RC4008) 

主　　题：氧化亚氮 污水处理 污泥处理 系统动力学模型 情景模拟 

摘      要：氧化亚氮（N2O）属于污水处理系统排放的主要温室气体，是城市污水处理行业减排的主要目标之一.本文以北京市为例，核算了其2014—2018年生活污水处理系统N2O排放量.基于系统动力学方法构建了包含城镇人口、资金投入、生活污水和N2O排放4个子系统的生活污水处理系统N2O排放模型，模拟预测了2018—2050年6种情景（基准情景、降碳情景、污水回用情景、减污情景、温度变化情景和污泥处置情景）下北京市生活污水处理系统N2O的排放状况.结果表明：2014—2018年北京市生活污水处理系统N2O排放量迅速增长，从2014年的19.3×10～4 t增长至2018年的24.4×10～4 t，增长率为28.9%.其中污水和污泥处理过程是氧化亚氮排放最多的环节，污水处理过程氧化亚氮排放量约占系统整体的90%.模拟时间内，基准、污水回用、减污、温度变化和污泥处置情景下N2O排放量呈不同程度增加，且均未达到排放峰值，其中污泥处置情景N2O排放量最高；污水回用情景减排效果最好，之后可将其作为重点减排方向；降碳情景下N2O排放量最少且在2030年达到排放峰值（23×10～4t），之后呈下降趋势.研究结果表明未来北京市生活污水处理系统N2O排放仍呈不断上升趋势，应探究多手段协同减排措施应对其日益增长的排放量.