污水处理实现碳中和技术路径在哪里？

      要实现碳中和的目标就是要减少二氧化碳的排放，使进入大气的温室气体排放和吸收达到平衡。众所周知，污水中有机物（COD）实际上是一种含能物质，含有大量化学能，污水处理就是用“以能耗能”的方式将有机物去除。在这个过程中会消耗大量的电能、燃料和药剂等资源，间接产生了大量二氧化碳排放到大气。污水处理行业要实现碳中和就是要减少这些能量的消耗，甚至将有机物这种含能物质转化为能源物质加以利用，使得污水处理所需的能量自给自足。
     第一，优化工艺及设备能效。污水处理进水量和水质随时间、季节变化而时刻波动，所以污水提升泵、污泥提升泵、回流泵和鼓风机等动力设备并非时刻处于最佳运行状态。为此，有必要采取技术措施来消除不必要的能量浪费。采用交流变频调速技术可以实现精准曝气、合理控制回流量，从而保证设备处于高效运行状态，使处理工艺处在最佳运行工况。然而，运用交流变频调速技术的前提是需对实际水质、水量变化特性及时了解。在此方面，水质、水量在线监测技术可以起到在线信息实时传递的作用。在线监测仪表不仅能实时解读水质、水量信息，更为重要的是还可以与数学模拟技术相结合，优化工艺运行，从而实时提供变化水量、水质情况下对应的曝气量、回流量等控制参数，为变频调速设备提供准确的调控指令。此外，研发新型的曝气设备也是污水低碳运行的一个技术方向，曝气设备动力效率与氧转移效率的提高显然有助于污水处理厂的低碳运行。
在污水处理过程中，减少碳源、化学药剂的投加也有助于降低间接能耗。所以，应从污水处理工艺入手，充分利用工艺内部单元特点，采取技术手段实现药剂低投量甚至无化学药剂投加而达到强化脱氮除磷的目的。

      第二，污泥的资源化利用。污水处理产生的污泥中含有机物的含量较高，可以用来制备沼气和提取氮磷有机物，沼气可制成压缩天然气或用于发电，而氮、磷等有机物则可以以鸟粪石的形式回收。此外，沼气还可以作为清洁能源直接用于市政燃气或交通燃料补充。通过高温厌氧消化技术和沼气发电技术，将污泥转化为电能，用以补偿污水处理的电能消耗。厌氧消化指污泥在厌氧的条件下通过微生物的降解消化作用使有机物分解，最终产生以甲烷为主的沼气等，然后利用其产生的甲烷发电给污水处理提供电力。
      第三，污水的资源化利用。污水中蕴含着相当可观的热量，这部分热量可以通过污水源热泵技术对其进行收集和传输，为厂区甚至厂区周边生活区进行供暖或者制冷，有着非常大的碳补偿潜力。污水源热泵的合理应用将带来可观的二氧化碳排放消减量，不仅为污水处理的运行节省了热量，也有利于污水处理实现“碳中和”运行模式，达到间接减少碳排放的效果。
      随着人们对碳减排的认识，“碳中和”运行已经成为了污水处理行业的必然趋势，在实现“碳中和”的过程中，污水处理行业也是必不可少的一环。要实现“碳中和”的目标，污水处理行业应该在污水处理工艺的节能减排上不断探索，不断开创和完善低碳运行与碳回用技术。