城市污水处理系统碳排放达峰预测及实现路径研究——以J市为例

作     者：龙腾飞 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡伟光

授予年度：2022年

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] 

主      题：污水处理 碳排放达峰 情景预测 达峰路径 

摘      要：为保证“30·60目标的实施,国家各级政府、重点行业和公司纷纷响应,加速推进“双碳目标的可行性方案。有调查显示,过去一百多年来,随着工业化的加快和人为的过度影响,全球的气候发生了明显的改变,温度的持续上升是一个重要的特点。污水处理业是一个相对小型的工业单元,但它是一个能量密集的产业,随着我国城市化的快速发展和日益增长的水资源需求,我国的城市污废水治理及其碳排放日益受到人们的重视。我国城市污水处理系统是重要的碳排放源。本文通过情景模拟法结合城市污水处理系统碳排放核算方法,建立城市污水处理系统碳排放达峰预测模型,以西南地区某地级市J的污水处理厂统计数据为基础对该市碳达峰情景预测分析,并且基于相关碳减排措施对碳达峰实现路径做分析探讨。结果表明:(1)城市污水处理系统碳排放在微观层面上受到污水处理总量、污染物去除总量,能源消耗等方面的影响,在宏观层面上受到城市总人口、人均污水排放量以及污水处理厂进水污染物浓度的影响。J市2020年碳排放总量为14316t COeq/a污水处理系统的碳排放主要由去除COD产生的碳排放、去除污泥产生的碳排放、去除TN产生的碳排放、电力消耗产生的碳排放。通过计算结果发现,去除COD产生的碳排放和电力消耗产生的碳排放是两个主要的排放源,占总排放量的90%以上。对J市的情景分析为:基础情景,J市污水处理系统碳排放量处于持续增加的状态,到2049年达到峰值25659.38t COeq,不能满足该地区污水处理行业适应国家2030年碳达峰战略的要求。发展情景,污水处理碳排放量先增加随后放缓,碳排放达峰时间在2040年,峰值达到33970.42t COeq;对国家碳达峰目标实现不具实施意义。规划情景,根据J市规划指导,碳排放量大幅度增加,并于2038年达到峰值6790.96t COeq,达峰时间较发展情景有所提前,但达峰量远远高于发展情景。蓝图情景,为最理想情景,污水处理系统碳排放2028年实现达峰,峰值量为28824.64t COeq,能在J市污水处理行业自身视角下支持国家2030年碳达峰目标。(2)城市人口总量、人均污水排放量以及单位能耗是影响碳排放的主要因素,在实现碳达峰路径选择上,优先选择影响这几方面的措施。碳达峰实现路径可以通过多视角分析,主要分为(1)来源控制,表现为污水排放量的控制,可以从人均污水排放量等方面控制;(2)从处理工艺方面控制,选择低碳排放的工艺,可以适当减少城市污水处理总量排放;(3)改进能源利用效率,以降低能源消耗带来的间接碳排放;(4)低碳体系构建,可以从资源回收、场地利用、新能源等方面考虑碳减排。