所謂碳中和是指企業、團體或個人在一定時間內直接或間接產生的二氧化碳排放總量，經過植樹造林、節能減排等方式全部抵銷，完成“零排放”。

一、碳中和將帶來哪些改動？

從中國當前現狀來看，發電和工業端以及交通部門是碳排放的主要來源，農業、居民、商業和公共效勞等行業的碳排放相對較低。

在工業端，能源加工行業、鋼鐵行業以及化學原料制造業等相關高耗能行業不只是煤炭消費的核心行業，也是二氧化碳排放的主要行業。因此，隨著碳中和戰略展開，未來40年，中國的能源系統將發作推翻性改動。

與此同時，由于產業鏈效應，能源系統的改造，必將推進國度經濟發作方位改動。中國能源研討會常務理事、國度應對氣候變化戰略研討和..協作中間研討員李俊峰指出，“碳中和不只僅只是能源的事，它與產業鏈等方方面面都有關系。碳中和目的將深化影響下一步產業鏈的重構、重組和新的..標準?！?

在2030年之前完成碳達峰，這就懇求部分地域和部分行業率先達峰。根據我國碳達峰、碳中和目的節點，工信部今年將實施工業低碳行動和綠色制造工程，并制定鋼鐵、水泥等核心行業碳達峰行動方案和道路圖。正在制定的“十四五”規劃也將碳達峰和碳中和作為污染防治攻堅戰的主攻目的。

2021年1月1日起，全國碳市場率先履約周期（截止到2021年12月31日）正式啟動，觸及2225家發電行業的核心排放單位。這是我國頭一回從國度層面將二氧化碳控排義務壓實到企業，經過市場倒逼機制，促進產業技術升級。改造的序幕已悄然拉開！

二、污水處置行業是耗能大戶

相比而言，污水處置行業能耗固然沒有發電、鋼鐵、化工等行業那么高，但總能耗占比并不小，也屬于能耗大戶。

據統計，我國2014年污水處置廠電耗占全國總電耗的千分之2點6，算上工業廢水處置和污泥處置，所占比例將超越百分之2。美國有16000多座污水處置廠，耗電量占全社會總耗電量的百分之1。在丹麥，水和廢水的處置流程消耗了百分之25到40的市政電力。

另外，污水處置需求消耗大量燃料和藥劑，間接排放大量溫室氣體，處置過程本身也會直接排放溫室氣體。分離國數據顯現，..污水處置等水處置行業碳排放量大約占..碳排放量百分之2左右。美國2017年能源消耗量中約百分之2 用于飲用水和污水處置系統，產生約4100萬噸溫室氣體。

此外，水泵也是污水處置主要能耗來源之一。格蘭富集團數據顯現，水泵消耗的能源占一切與水相關設備能耗的百分之10。

從能量轉化的角度來說，傳統污水處置方式本質是以能耗換水質。為了減少水污染，我們運用大量電能，間接產生大量二氧化碳排放，對..生態環境構成負面影響。

因此，為了減少碳排放，降低污水處置能耗和物耗是行業升級的必然目的。目前，..上已有多個國度發布污水廠碳中和技術道路圖，美國提出2030年一切污水處置廠都要完成碳中和。

但是，作為重要的公同事業，中國污水處置率還沒抵達百分之100，減少水污染仍然是生態環境維護工作的重中之重?？梢灶A見，污水處置行業短期內尚不具備承擔大范圍減排任務的客觀條件。

但是，從提升企業中間競爭力層面來講，綠色低碳展開也是必走之路。同時，作為政策驅動的行業，企業若能提早開啟低碳改造，必將贏得更大的主動權和更寬廣的展開空間。

三、如何完成綠色低碳展開？

那么，污水處置行業如何完成綠色低碳展開呢？總的來說可以從開源和節流兩個方面考量。梳理國內外..閱歷，細致可以從以下幾個方面入手。

1優化工藝回收有機物能量

首先，經過開源完成能量自給，是從根本上處置綠色低碳展開問題。據測算，污水中所含能量達污水處置本身所消耗能量的9-10倍之多。經過優化污水處置工藝，回收有機物能量，應用沼氣熱聯發電，可完成碳中和。

奧天時Strass污水處置廠持續優化改進工藝，早在2005年即完成產能大于能耗（百分之108能源自給率），現已抵達百分之200能源自給率，超標準完成碳中和。

美國希博伊根污水處置廠應用高濃度食品廢物與污泥厭氧共消化產生的甲烷中止熱電聯產，同時采取節能措施，完成電量與耗電量比值達百分之90到115，已逼近碳中和目的。

在污泥處置范疇，國內小紅門、高碑店污泥處置中間成功運轉，污泥產氣率超出預期目的，除滿足熱水解能量平衡的需求外，還有余量。這充分標明，污泥厭氧消化技術曾經比較可靠、穩定，既為國內污泥處置探求出新思緒，同時也為完成碳中和提供有力支撐。

當然，污水處置工藝優化是一個長期的過程。奧天時strass污水處置廠曾經用十多年時間持續優化處置工藝，才抵達當前的處置水平。

此外，我國城市污水處置廠進水COD濃度偏低，只需歐美國度的百分之40到70，構成碳源缺乏。這就懇求量體裁衣研發適宜中國國情的污水處置工藝。

2中國的污水處置概念廠理論

在深化研討了解國外..污水處置廠理念、工藝、技術和工程理論的同時，中國學術界和產業界也在踴躍探求新的污水處置方式。

2014年，中國工程院院士曲久輝等6位..提出“樹立面向未來的中國污水處置概念廠”的想象。2018年，河南水利投資集團和中持水務公司以概念廠早期版本為底本，樹立了河南商丘睢縣第三污水處置廠。

睢縣項目綜合運用秸稈、畜禽糞便、水草及污泥等多種物料中止協同高干厭氧消化，采用DANAS干式厭氧發酵技術，顯著進步有機質處置效率，完成物質的良性循環和資源化運營。產生的沼氣用于發電，可滿足廠區百分之20到30的能耗。

同時，降低污泥處置難度，污泥處置后產生的有機肥已用于廠區農作物實驗性種植。該項目得到普遍認可，也讓當地居民和政府切身感遭到創新展開、綠色展開的魅力。

3改造升級曝氣系統

其次，量體裁衣踴躍采取各種措施完成能量節流，也是綠色低碳展開的重要組成部分。

有數據標明，我國污水處置廠處置單位體積污水的電耗在0.15～0.28kW·h/m3左右。其中，曝氣鼓風機電耗所占比例為百分之56.2。固然不同處置工藝能耗不同，但曝氣系統總體能耗占比很大是事實。因此，污水處置廠節能降耗關鍵點在升級改造曝氣系統

曝氣系統節能的中間是在..出水達標的前提下，按需提供微生物所需的溶解氧，抵達供需平衡，避免曝氣能耗的糜費。這就需求萬無一失掌控微生物的活動過程，同時萬無一失控制鼓風機的運轉過程。既要防止過度曝氣，也要防止曝氣缺乏。這對硬件設備和控制系統的穩定性、可靠性和萬無一失度等提出很高懇求。

據國內一家多年從事曝氣系統節能降耗技術研討的企業引見，要想完成曝氣系統萬無一失控制，不只對技術有懇求，而且對設備的選型和品牌也有懇求，以致對流量計、液位計等計量設備的安裝位置也有嚴厲懇求?？偟膩碚f，改造升級曝氣系統需求系統角度綜合考量各個要素，是一項復雜的系統性工程。

國內有案例標明，經過對鼓風機中止節能改造，日均耗電量從32990降低到29835，降低3155，降幅達百分之11.4。粗略預算，每年可減少二氧化碳排放1148噸。關于中小型污水處置廠來說，每年至少能儉省幾十萬以致上百萬的電費。同時削減單位總氮達百分之10.8，削減單位氨氮達百分之13.1

四、優化原料投入環節

污水處置工藝多樣，但本質是經過生化反響來去除水中污染物。因此，在處置環節需求投加碳源和多種化學藥劑。這些原材料在消費和運輸過程中消耗能源，在投加過程中也消耗一定能源。因此，優化投料環節，有助于節能降耗減少碳排放。

如何優化原料投入環節呢？目前，市場上主要有兩種方式。

首先，對加藥系統中止配置升級，由常用的變頻計量泵升級為數字泵，加藥量有不同程度減少。

其次，運用AI技術對污水水量、水質等參數和加藥系統運轉數據等中止大數據分析，構成算法模型，從而完成加藥系統精細化控制，也能有效降低藥品消耗以及設備運轉能耗。

五、優化排水管網輸水性能

在城市污水處置系統中，污水的搜集和保送觸及大范圍的管網鋪設和較長距離的保送，需求大量的能耗用以支持日常的運轉和維護。為了很大可能降低這部分能耗，采取多種措施優化管網輸水性能。

其中，基礎的是改造升級管網運營管理方式，核心工作包括漏損點勘測、定位、維修和潛在漏損風險的預防。完成排水管網運轉狀態實時監測，并能疾速分析能否發作漏損、堵塞，及嚴重程度、細致地點等，為管理人員快速維修提供萬無一失支撐。

進步排水管網輸水性能，根本性的處置措施是進步排水管網掩蓋率，完成污水百分之100搜集，同時中止雨污分流改造，大幅進步污水處置廠進水碳氮比。如此就能處置碳源缺乏問題，有效進步污水處置廠有機質-甲烷轉化率，把污水處置廠變成發電廠，從根本上處置能耗問題，完成碳中和。

六、排水泵站節能降耗

排水泵站也是耗能大戶。有數據標明，排水泵站占城市水務總能耗的百分之35。因此，對排水泵站中止升級改造，或采用智能化運營方式，能有效降低能耗。

目前主要有兩種方法，其一是采用變頻技術改造老舊排水泵站，或者新建項目直接采用數字泵等新型設備設備，以此降低泵站能耗。

其二，站在系統角度，從更高層面優化排水泵站運營方式。在此基礎上運用物聯網和移動互聯網技術，打造智能管理平臺，完成排水泵站遠程控制、集中管理和數字化運營，抵達節能降耗的目的。

總結

總的來說，污水處置行業完成碳中和是一項長期的系統性工程。僅僅站在污水處置廠行業角度，需求從“用戶控制-源頭分別-管網收納-凈化處置”全流程中止系統性規劃。在這個過程中，需求政府相關部門和企業升級管理運營方式，從管理驅動升級為數據驅動，構建全新的數字化管理新方式，完成整個運營方式的聰明化升級。

從根本上處置這一問題，需求我們跳出污水處置行業，站在生態文化樹立、城鄉融合展開、污水資源化、能量自給、環境友好等更多層面綜合考量，需求從“點-線-面-體”不同層次中止頂層規劃、系統設計和統籌布置。這不單是整個行業技術和理念的更新，而且是整個社會思想和認知的反動。

這將是一個漫長和迂回的過程。讓人欣喜的是，污水處置概念廠的提出和理論已邁出關鍵性首先，我們有理由置信，中國污水處置行業將很快為碳中和戰略做出踴躍貢獻。