上(shàng)世紀末起，受氣候變化、全球性能(néng)源危機與資源匮乏影響，迫使人們不得不尋求可持續發展之路。進入二十一世紀二十年代之際，在後疫情時(shí)代，低(dī)碳發展課題被迅速放(fàng)大(dà)。2020年12月12日，我國在氣候雄心峰會(huì)上(shàng)承諾到(dào)2030年，中國單位國内生産總值二氧化碳排放(fàng)将比2005年下(xià)降65%以上(shàng)，實現(xiàn)“碳達峰”，努力争取2060年前實現(xiàn)“碳中和(hé)”。于是，一時(shí)間“碳達峰”、“碳中和(hé)”驟然走熱，低(dī)碳發展、低(dī)碳社會(huì)昭然而爲這(zhè)個時(shí)代的主旋律和(hé)熱點。
我國自(zì)污染防治攻堅戰以來(lái)，污水(shuǐ)處理(lǐ)建設迅猛發展，遍地開(kāi)花(huā)且投資力度逐年加大(dà)，到(dào)2020年，全國城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)率達到(dào)95%(“十三五”規劃目标)，農(nóng)村污水(shuǐ)處理(lǐ)率達到(dào)25.5%(2021年全國生态環境保護大(dà)會(huì)透露)。逐漸完備的、龐大(dà)的污水(shuǐ)處理(lǐ)行業在低(dī)碳時(shí)代的挑戰在哪裏?機遇幾何?這(zhè)已是這(zhè)個行業進入2021年的一個重大(dà)課題。
污水(shuǐ)處理(lǐ)被認爲是一個高(gāo)耗能(néng)行業，傳統污水(shuǐ)處理(lǐ)實際上(shàng)是停留時(shí)間、處理(lǐ)空(kōng)間、投入能(néng)源、物耗資源四個維度上(shàng)的調整與組合，甚至可以說高(gāo)标準的出水(shuǐ)水(shuǐ)質，是以能(néng)耗、物耗的形式實施的污染形态轉移來(lái)實現(xiàn)的，有人認爲：碧水(shuǐ)的同時(shí)未必是藍天，耗能(néng)導緻的水(shuǐ)污染物轉爲CO2、CH4、N2O、NH3、H2S等溫室氣體，特别是對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)标準一再提高(gāo)，能(néng)耗越來(lái)越高(gāo)，這(zhè)樣的轉換也(yě)越來(lái)突出(目前針對(duì)污水(shuǐ)廠(chǎng)的提标升級方案目前主要包括：針對(duì)現(xiàn)有工(gōng)藝的優化;增加投藥，如增加化學除磷和(hé)外(wài)加碳源;增加後續物化處理(lǐ)單元如高(gāo)效沉澱和(hé)砂濾池、增加生化單元如後置反硝化濾池及膜工(gōng)藝，但(dàn)優質的出水(shuǐ)帶來(lái)的是更多的能(néng)耗和(hé)物耗)。聯合國數據顯示，全球污水(shuǐ)處理(lǐ)等水(shuǐ)處理(lǐ)行業碳排放(fàng)量大(dà)約占全球碳排放(fàng)量2%左右。美(měi)國2017年能(néng)源消耗量中約2% 用(yòng)于飲用(yòng)水(shuǐ)和(hé)污水(shuǐ)處理(lǐ)系統，産生約4100萬噸溫室氣體。
我國污水(shuǐ)處理(lǐ)行業在許多地方存在其建設先天不足，其發展後天失調。以快(kuài)速地大(dà)幅提高(gāo)污水(shuǐ)處理(lǐ)率，補環境基礎設施短闆爲責任導向的污水(shuǐ)處理(lǐ)建設模式，面臨了(le)規劃的盲目性、技術的混雜(zá)性、管網的滞後性諸多問題，以污染物總量減排、流域水(shuǐ)環境質量達标爲目标導向的污水(shuǐ)處理(lǐ)運行模式，又面臨着水(shuǐ)質提标、進水(shuǐ)濃度偏低(dī)、污水(shuǐ)溢流、污泥無出路等問題。目前，如何消化這(zhè)些(xiē)先天不足與後天失調，符合各類環保督察要求，已讓各地污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)殚精竭力，在這(zhè)樣的基礎上(shàng)，在這(zhè)樣的時(shí)間節點上(shàng)，我們又迎來(lái)了(le)低(dī)碳旋風(fēng)，進入了(le)低(dī)碳綠色發展時(shí)代。無論是站(zhàn)位或跟風(fēng)綠色低(dī)碳發展的外(wài)力，還是節能(néng)降耗提升企業核心競争力的内需，污水(shuǐ)處理(lǐ)行業的新格局調整已不可回避。
什(shén)麽是污水(shuǐ)處理(lǐ)新格局?在攻占山頭之後，我們回到(dào)原來(lái)的問題，我們處理(lǐ)的對(duì)象是什(shén)麽?污水(shuǐ)是一個污染物，我們就轉化它，讓它達标。污水(shuǐ)是一個範疇，我們就将其放(fàng)入水(shuǐ)平衡系統，讓水(shuǐ)環境與水(shuǐ)生态、水(shuǐ)資源協調。污水(shuǐ)是一個載體，我們就需要将污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)逐漸演變爲“營養物Nutrient工(gōng)廠(chǎng)”、“能(néng)源Energy工(gōng)廠(chǎng)”、“再生水(shuǐ)Water廠(chǎng)”(即，荷蘭提出的污水(shuǐ)處理(lǐ)NEWs概念)。這(zhè)三個過程，我們可以将其分别視(shì)爲污水(shuǐ)處理(lǐ)的1.0、2.0、3.0版本(爲比較表述，非定義)，我們剛完成了(le)1.0，正在2.0中探索時(shí)，就要面向或升入3.0，這(zhè)就是我們面臨的污水(shuǐ)處理(lǐ)新格局。
從(cóng)全球可持續性發展的角度而言，污水(shuǐ)處理(lǐ)的目标不僅僅是緩解水(shuǐ)污染問題，而應該是多目标綜合考慮，可持續地利用(yòng)或回收能(néng)源和(hé)資源，以此立足，方可實現(xiàn)環境社會(huì)的可持續性與污水(shuǐ)處理(lǐ)企業的可持續性。污水(shuǐ)處理(lǐ)既是重要的公共事(shì)業，又是一個被政策驅動的行業，誰提早開(kāi)啓低(dī)碳變革，誰将赢得更大(dà)的主動權和(hé)更廣闊的發展空(kōng)間。
幸福的模樣?
污水(shuǐ)處理(lǐ)3.0的幸福模樣：内外(wài)兼修，讨好(hǎo)了(le)社會(huì)的面子，做足了(le)企業的裏子。
城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)技術的研究與應用(yòng)經曆了(le)100 多年的發展曆程，逐漸形成了(le)一級處理(lǐ)、二級處理(lǐ)和(hé)深度處理(lǐ)等處理(lǐ)模式，發展了(le)多種物理(lǐ)、物化和(hé)生物等處理(lǐ)技術。物化+生物的二級處理(lǐ)是城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)通行的處理(lǐ)模式，而生物處理(lǐ)技術是國内外(wài)普遍采用(yòng)的城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)方法。
在活性污泥法誕生100年後，人們開(kāi)始重新總結與回顧污水(shuǐ)處理(lǐ)技術的發展方向曆程，從(cóng)節能(néng)降耗角度審視(shì)污水(shuǐ)處理(lǐ)過程的高(gāo)能(néng)耗，從(cóng)物質的角度審視(shì)污水(shuǐ)處理(lǐ)的高(gāo)“碳足迹”，這(zhè)是至今以常規活性污泥工(gōng)藝爲主流的污水(shuǐ)處理(lǐ)技術缺欠，于是，一些(xiē)耦合資源和(hé)能(néng)源回收的概念路線不斷湧現(xiàn)。目前世界範圍内，對(duì)“污水(shuǐ)”的認知(zhī)已經從(cóng)“廢物處理(lǐ)”對(duì)象轉向“資源及能(néng)源回收”的載體，基于資源回收、能(néng)源開(kāi)發與利用(yòng)與碳平衡理(lǐ)念的未來(lái)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)在一些(xiē)發達國家、世界範圍内領先的環境公司已經開(kāi)始實踐。奧地利斯特拉斯(Strass)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)以主流傳統工(gōng)藝(AB法)與側流現(xiàn)代工(gōng)藝(厭(yàn)氧氨氧化)相結合方式實現(xiàn)剩餘污泥産量最大(dà)化，早在2005年通過厭(yàn)氧消化産甲烷并熱電聯産實現(xiàn)了(le)能(néng)源自(zì)給率，達到(dào)碳中和(hé)運行目标。目前，該廠(chǎng)利用(yòng)剩餘污泥與廠(chǎng)外(wài)廚餘垃圾厭(yàn)氧共消化，使得能(néng)源自(zì)給率高(gāo)達200%，不僅實現(xiàn)能(néng)源自(zì)給自(zì)足，而且還有一半所産生的能(néng)量可以向廠(chǎng)外(wài)供應，已成爲名副其實的“能(néng)源工(gōng)廠(chǎng)”。作(zuò)爲美(měi)國碳中和(hé)運行的榜樣，Sheboygan污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)通過開(kāi)源與節流并舉的技術措施不僅向美(měi)國而且也(yě)向世界展示了(le)其污水(shuǐ)處理(lǐ)能(néng)耗基本可以實現(xiàn)自(zì)給自(zì)足。2013年，該廠(chǎng)已實現(xiàn)了(le)産電量與耗電量比值達90%~115%、産熱量與耗熱量比值達85%~90%的佳績，基本實現(xiàn)了(le)碳中和(hé)運行目标。2020年4月動工(gōng)的江蘇宜興城(chéng)市水(shuǐ)資源概念廠(chǎng)正在探索中國的污水(shuǐ)處理(lǐ)新概念，除了(le)污染物削減基本功能(néng)，還具有城(chéng)市能(néng)源工(gōng)廠(chǎng)、水(shuǐ)源工(gōng)廠(chǎng)、肥料工(gōng)廠(chǎng)等新功能(néng)，基于碳中和(hé)的新型環境基礎設施。
在此基礎上(shàng)，許多國家制定了(le)應對(duì)氣候變化的污水(shuǐ)廠(chǎng)能(néng)耗自(zì)給或碳中和(hé)技術路線。美(měi)國水(shuǐ)環境研究基金(jīn)(WERF)提出 “Carbon-free Water”，更是制定出至2030年所有污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)均要實現(xiàn)碳中和(hé)運行的目标。荷蘭制定了(le)2030年NEWs技術路線圖。新加坡提出了(le)從(cóng)Brownfield(棕色水(shuǐ)廠(chǎng))到(dào)Greenfield(綠色水(shuǐ)廠(chǎng))的時(shí)間表與路線圖。日本有關部門(mén)發布“Sewerage Vision 2100”，指出到(dào)本世紀末将完全實現(xiàn)污水(shuǐ)處理(lǐ)能(néng)源自(zì)給自(zì)足。中國提出的2030年碳達峰，2060年碳中和(hé)，這(zhè)對(duì)于污水(shuǐ)處理(lǐ)行業也(yě)是一個時(shí)間表。
華麗(lì)的轉身?
對(duì)于2030碳達峰和(hé)2060年碳中和(hé)的國家目标，污水(shuǐ)處理(lǐ)行業如何認識?
誤區(qū)一：2030年碳達峰，現(xiàn)在污水(shuǐ)處理(lǐ)碳排放(fàng)仍有空(kōng)間。
2030年碳達峰是針對(duì)國家宏觀經濟社會(huì)發展戰略而言的，材料、能(néng)源等經濟、社會(huì)的基礎需求在未來(lái)十年仍是剛需在此基礎上(shàng)以控制碳排放(fàng)強度爲主，控制碳排放(fàng)總量爲輔。就污水(shuǐ)處理(lǐ)企業而言，在污水(shuǐ)處理(lǐ)規模與設計(jì)規模确定的基礎上(shàng)，應确定現(xiàn)有GHG排放(fàng)情況爲基準的峰值控制原則，任何的技術改造、升級都應以此爲基準，實施碳減排，直至最終的碳中和(hé)。就污水(shuǐ)處理(lǐ)系統而言，筆(bǐ)者認爲，碳達峰的意義應該是兩個方面的：一是“應收盡收，應處盡處”将污水(shuǐ)收集率與處理(lǐ)率達到(dào)城(chéng)市或區(qū)域的最大(dà)化;二是完善收集系統，不斷提高(gāo)污水(shuǐ)收集質量，不滲不漏，其污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的進水(shuǐ)濃度“達峰”。
誤區(qū)二：污水(shuǐ)處理(lǐ)過程能(néng)源的“自(zì)給自(zì)足”加“中水(shuǐ)回用(yòng)“— “淨—零”就是碳中和(hé)。
能(néng)耗自(zì)給是狹義的碳中和(hé)，不是真正意義上(shàng)的碳中和(hé)。污水(shuǐ)處理(lǐ)系統碳中和(hé)，應與其建設和(hé)運營過程中材料與設備的加工(gōng)、污水(shuǐ)處理(lǐ)中能(néng)耗與物耗、污泥處置中運輸與利用(yòng)等全生命周期排放(fàng)等因素都有關，不是指狹義的能(néng)量平衡或自(zì)給。能(néng)量隻是碳排放(fàng)的一個方面而已，污水(shuǐ)處理(lǐ)的碳排放(fàng)平衡一定要考慮甲烷、氮氧化物等GHG的溢出。
誤區(qū)三：碳中和(hé)及碳達峰是理(lǐ)念重視(shì)問題，不是技術問題
雖然1997年《京都議(yì)定書》列出了(le)有助于減少溫室氣體排放(fàng)的政策或做法。然而，迄今爲止，我們對(duì)全球變暖所涉因素的理(lǐ)解非常有限。這(zhè)是一個非常複雜(zá)的領域，必須考慮到(dào)各種溫室氣體來(lái)源以及自(zì)然波動。雖然國際上(shàng)普遍不認爲城(chéng)市廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的碳排放(fàng)不被認爲是造成全球變暖的溫室氣體的一部分。這(zhè)種碳代表最近固定C的分解，被認爲是生物或快(kuài)速碳循環的一部分，然而污水(shuǐ)處理(lǐ)過程中的CH4或N2O和(hé)污泥處理(lǐ)需要在計(jì)算(suàn)中加以考慮。然而，如何根據不同的條件确定不同處理(lǐ)工(gōng)藝的GHG和(hé)LCA取值，至今仍然存在較大(dà)的争議(yì)。污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)污染物去除協同控制溫室氣體核算(suàn)的标準體系沒有形成，例如，對(duì)于污泥填埋、堆肥、焚燒等工(gōng)藝，不同國家甚至得出結果大(dà)相徑庭的不同結果，此外(wài)，有機質協同消化、協同焚燒等工(gōng)藝測算(suàn)值由于地域性和(hé)工(gōng)藝差别很(hěn)大(dà)，導緻難以确定污水(shuǐ)、污泥處理(lǐ)工(gōng)藝的指導性原則。
誤區(qū)四：碳中和(hé)是政策導向，不是經濟導向
環境問題既是國家大(dà)政，也(yě)應該以技術經濟爲基礎和(hé)導向腳踏實地的推進。治大(dà)國如烹小(xiǎo)鮮，依靠口号和(hé)“彎道(dào)超車“的投機意識，難免會(huì)像之前的光伏、碳交易市場一樣，看(kàn)着熱鬧，冷暖自(zì)知(zhī)。鑒于碳中和(hé)度量和(hé)檢查難度很(hěn)大(dà)，靠層層任務分解和(hé)監督檢查很(hěn)難解決問題。
污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)(WWTPs)實現(xiàn)碳中和(hé)華麗(lì)轉身的三個維度：
能(néng)量維度。許多研究與工(gōng)程試驗已被用(yòng)于探知(zhī)從(cóng)污水(shuǐ)中回收能(néng)源，以滿足污水(shuǐ)處理(lǐ)運行現(xiàn)場能(néng)量自(zì)給自(zì)足的可行性。一方面支出最小(xiǎo)化，使用(yòng)清潔能(néng)源并在污水(shuǐ)處理(lǐ)進行中摸索低(dī)能(néng)耗方案;二方面收入最大(dà)化，污水(shuǐ)中所蘊含的如此巨大(dà)的能(néng)量，捕獲污水(shuǐ)中所蘊含的有機化學能(néng)、熱能(néng)就地轉換爲電能(néng)，歐美(měi)等國家一些(xiē)實施碳中和(hé)運行目标的污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)也(yě)大(dà)都以剩餘污泥厭(yàn)氧消化轉化能(néng)源爲主要手段。理(lǐ)論上(shàng)可以實現(xiàn)能(néng)耗的完全自(zì)給甚至可以變成能(néng)量輸出廠(chǎng)，有充分的理(lǐ)論與實踐依據表明(míng)，未來(lái)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)不是能(néng)源的消耗者而應該成爲能(néng)源供應方。這(zhè)些(xiē)舉措支持了(le)減少污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)全生命周期溫室氣體GHG排放(fàng)的相關目标。
資源回收維度。從(cóng)污水(shuǐ)中回收資源具有寬廣的範圍，污水(shuǐ)處理(lǐ)最大(dà)的資源回收是中水(shuǐ)回用(yòng)與再生水(shuǐ)利用(yòng)，如新加坡的NEWATER項目，再生水(shuǐ)用(yòng)途一般爲非飲用(yòng)目的，如用(yòng)作(zuò)工(gōng)業冷卻、園林(lín)綠化灌溉、景觀用(yòng)水(shuǐ)等，當然亦有補充地下(xià)水(shuǐ)，作(zuò)爲間接飲用(yòng)水(shuǐ)用(yòng)途，根據國内通過評價大(dà)連某污水(shuǐ)廠(chǎng)生命周期環境過程的研究，表明(míng)當出水(shuǐ)回用(yòng)率達到(dào) 70%時(shí)，回用(yòng)水(shuǐ)通過抵消自(zì)來(lái)水(shuǐ)生産獲得的環境效益可以抵消新增深度處理(lǐ)設施帶來(lái)的環境影響，從(cóng)而對(duì)原有二級處理(lǐ)工(gōng)藝 LCA 環境影響進行減量。
另一個在歐美(měi)廣受重視(shì)，而被我們忽視(shì)的污水(shuǐ)資源回收問題是對(duì)磷這(zhè)一不可再生資源回收。盡管目前有關污水(shuǐ)處理(lǐ)磷回收的研究很(hěn)多，就目前的鳥糞石工(gōng)藝從(cóng)污泥中回收磷與磷礦開(kāi)發利用(yòng)之間進行經濟效益比較是不合理(lǐ)的，也(yě)許正是這(zhè)個原因，目前沒有将磷回收納入污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)LCA 評價體系之中，它在污水(shuǐ)處理(lǐ)環境綜合影響方面的減量作(zuò)用(yòng)也(yě)未能(néng)體現(xiàn)。當然，從(cóng)資源的角度優化原料投入環節也(yě)十分重要，污水(shuǐ)處理(lǐ)本質是通過生化反應來(lái)去除水(shuǐ)中污染物，在處理(lǐ)環節需要投加碳源和(hé)多種化學藥劑，這(zhè)些(xiē)原材料在生産和(hé)運輸過程中消耗能(néng)源，在投加過程中也(yě)消耗一定能(néng)源，因此，優化投料環節，有助于節能(néng)降耗減少碳排放(fàng)。
碳平衡維度。污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)運行中，剩餘污泥是重要的能(néng)源化、資源化載體物質，需要從(cóng)污水(shuǐ)系統碳平衡的維度，以增量方式去獲得，需要改變污泥減量化的現(xiàn)行觀念，以碳中和(hé)運行爲目标的污泥增量近年來(lái)已在國際上(shàng)悄然興起。爲此，以城(chéng)市碳平衡系統來(lái)考慮，通過COD内源截留與外(wài)源挖潛方式最大(dà)限度地去實現(xiàn)“污泥增量”。“污泥增量”的兩個途徑：一是内源途徑，提高(gāo)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)進水(shuǐ)COD負荷，通過完備、完善的管網系統收集污水(shuǐ)，最大(dà)限度避免污水(shuǐ)碳源流失，減少甚至無需補充反硝化的外(wài)加碳源，實現(xiàn)處理(lǐ)過程中的碳平衡。二是外(wài)源途徑，在生活污水(shuǐ)收集時(shí)，在保障系統安全的條件下(xià)，可考慮食品、屠宰等高(gāo)碳類生産廢水(shuǐ)接入;在後端的污泥厭(yàn)氧消化時(shí)，可混入餐廚垃圾、果蔬垃圾、園林(lín)殘枝等有機廢物實施後端厭(yàn)氧共消化技術。
康莊的大(dà)道(dào)?
這(zhè)是康莊大(dà)道(dào)，還是一次漫長的告别?
面對(duì)低(dī)碳時(shí)代污水(shuǐ)處理(lǐ)向着資源、能(néng)源回收與碳中和(hé)轉變的國際大(dà)趨勢，先天不足與後天失調的我國污水(shuǐ)處理(lǐ)事(shì)業顯然又走到(dào)了(le)一個新的十字路口。這(zhè)就面臨着新理(lǐ)念下(xià)的管理(lǐ)、技術、運行走向問題。
當今中國經濟有一個顯著特征，風(fēng)口經濟。
污水(shuǐ)處理(lǐ)3.0不是推倒重來(lái)，而是循序漸進。對(duì)于已運行污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)，當務之急是先要讓既有污水(shuǐ)處理(lǐ)設施運行達到(dào)它們設計(jì)之初的既定目标，打好(hǎo)基礎、練好(hǎo)内功、不斷改善。對(duì)于這(zhè)些(xiē)仍在規劃中的污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)建設，應在既有污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)業已取得實際效果并積累了(le)大(dà)量運行經驗的前提下(xià)，可因地制宜地考慮實施資源/能(néng)源回收工(gōng)藝，有條件的可一步到(dào)位實施污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)工(gōng)藝并運行。
如何對(duì)接碳中和(hé)的污水(shuǐ)處理(lǐ)3.0?上(shàng)帝的歸上(shàng)帝，凱撒的歸凱撒。政府與企業都要就污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)做好(hǎo)各自(zì)相應的工(gōng)作(zuò)，确定邊界并協同推進。目前可以起步的工(gōng)作(zuò)：
重新定義基于流域系統的水(shuǐ)環境目标：
應該進一步反思此前基于污染源控制的水(shuǐ)環境保護策略，近年來(lái)，各地政府一而再，再而三地把目标盯在污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)，希望用(yòng)不斷提高(gāo)的污水(shuǐ)處理(lǐ)标準來(lái)實現(xiàn)水(shuǐ)環境目标，甚至一些(xiē)地方在環評中将污水(shuǐ)處理(lǐ)标準定在地表水(shuǐ)三類水(shuǐ)質标準。已有的LCA研究表明(míng)，越高(gāo)的污水(shuǐ)排放(fàng)标準，具有越大(dà)的生态環境負效應，實現(xiàn)碳中和(hé)的目标越難。流域水(shuǐ)環境保護目标的實現(xiàn)需要就流域系統考慮，既要做污染負荷的減量，又要做生态容量的增量。污水(shuǐ)排放(fàng)标準的制定與修訂要考慮碳源轉向能(néng)源化、資源化途徑後對(duì)後續脫氮工(gōng)藝的影響，高(gāo)排放(fàng)标準與碳中和(hé)運行的實現(xiàn)目标矛盾，“魚和(hé)熊掌不可兼得”，不實事(shì)求是地定義污水(shuǐ)處理(lǐ)标準，中國污水(shuǐ)處理(lǐ)實現(xiàn)碳中和(hé)很(hěn)難。應該把投資和(hé)管控重點放(fàng)到(dào)通過海綿城(chéng)市實現(xiàn)源頭減污，通過CSO進行初雨調蓄，通過管網改造、雨污分流實現(xiàn)應收盡收等曆史遺留問題的解決上(shàng)。
提高(gāo)污水(shuǐ)進水(shuǐ)有機負荷。對(duì)于我國污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)而言，要做好(hǎo)的一個重要基礎工(gōng)作(zuò)就管網系統完善，通過甲烷(CH4)熱電聯産(CHP)可以獲得一定量有機物能(néng)源，這(zhè)是污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)的一個重點，污泥厭(yàn)氧消化獲取的有機能(néng)量與進水(shuǐ)有機物負荷有關，但(dàn)我國市政污水(shuǐ)碳源普遍低(dī)下(xià)，能(néng)量衡算(suàn)表明(míng)，進水(shuǐ)COD爲400mg/L，在完成脫氮除磷碳源使用(yòng)後産生的剩餘污泥，經厭(yàn)氧消化+熱電聯産最多也(yě)隻能(néng)産生0.20kW·h/m3電當量。若污水(shuǐ)處理(lǐ)能(néng)耗爲0.40kW·h/m3，這(zhè)意味着距碳中和(hé)目标還有50%能(néng)量赤字，隻有當進水(shuǐ)COD爲800mg/L時(shí)方能(néng)勉強滿足0.40kW·h/m3碳中和(hé)需要。目前，我國大(dà)多數污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)進水(shuǐ)COD爲200—300mg/L，須進一步完善管網建設，改造升級管網運營管理(lǐ)模式，加強漏損點勘測、整治和(hé)潛在漏損風(fēng)險的預防，提高(gāo)進水(shuǐ)COD濃度，提供有效碳源，作(zuò)爲污水(shuǐ)碳中和(hé)的基礎工(gōng)作(zuò)。
改變污水(shuǐ)廠(chǎng)的考核标準和(hé)模式：
正如張悅司長多次強調，我國的水(shuǐ)污染問題在水(shuǐ)裏，根子在岸上(shàng)。造成我國水(shuǐ)環境污染的主要原因之一在于雨污混接，雨季溢流。鑒于我國污水(shuǐ)廠(chǎng)進水(shuǐ)濃度普遍偏低(dī)，如果進一步提升不僅将涉及現(xiàn)行化糞池設計(jì)規範的修改，還需要對(duì)管網、CSO等設施進行大(dà)量的投資，遠水(shuǐ)難解近渴的情況下(xià)，建議(yì)适時(shí)修訂《城(chéng)鎮污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)污染物排放(fàng)标準》，将城(chéng)鎮污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)出水(shuǐ)考核合格率與“削減污染物總量“相結合，鼓勵污水(shuǐ)廠(chǎng)以生态環境優先，充分利用(yòng)其污染物設計(jì)負荷餘量，處理(lǐ)雨季的溢流污水(shuǐ)。對(duì)超負荷運行的污水(shuǐ)廠(chǎng)設置合格率考核，而非現(xiàn)行的超标處罰原則。在污水(shuǐ)付費體制上(shàng)，探索按照污染物削減總量付費的模式，并将全過程碳減排納入考核指标。
精細化污水(shuǐ)處理(lǐ)管理(lǐ)，充分挖掘和(hé)利用(yòng)污水(shuǐ)熱能(néng)：
因地制宜積極采取各種措施對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)進行精細化管理(lǐ)，實現(xiàn)能(néng)耗、物耗節流，這(zhè)也(yě)是綠色低(dī)碳發展的重要組成部分。一方面是不斷優化運行參數，優化設備、設施運行狀态，同時(shí)建立基于DO反饋的精确曝氣控制(雖然不同處理(lǐ)工(gōng)藝能(néng)耗不同，但(dàn)曝氣系統總體能(néng)耗占比最大(dà)，因此，污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)節能(néng)降耗關鍵點在升級改造曝氣系統。)，在保證出水(shuǐ)達标的前提下(xià)，按需提供微生物所需的溶解氧，達到(dào)供需平衡，避免曝氣能(néng)耗的浪費。另一方面，在保證出水(shuǐ)水(shuǐ)質達标的前題下(xià)，政府管理(lǐ)部門(mén)應該充許運行企業自(zì)主調整運行流程、運行參數，不要一味生硬地按照環評的工(gōng)藝流程和(hé)運行過程參數來(lái)督察與考核，避免污水(shuǐ)處理(lǐ)系統不必要的能(néng)耗與物耗浪費。
鼓勵污水(shuǐ)廠(chǎng)充分利用(yòng)太陽能(néng)、水(shuǐ)源熱泵等技術，減少電能(néng)的消耗，實現(xiàn)能(néng)源自(zì)給。研究表明(míng)，水(shuǐ)源熱泵能(néng)有效地将污水(shuǐ)中的熱能(néng)轉化爲污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)和(hé)鄰近建築物的熱能(néng),當1m3的出水(shuǐ)冷卻1℃時(shí),可提供0.26kWh/m3℃的淨電當量。
分層次開(kāi)展LCA評價：
目前，針對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)系統的評價是以住房建設部門(mén)、環境保護部門(mén)對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)作(zuò)考核爲核心的評估，重點僅在污水(shuǐ)處理(lǐ)過程中的環境績效、運行規範等污水(shuǐ)處理(lǐ)的單因素評價。但(dàn)随着對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)與社會(huì)可持續性的考量，需就污水(shuǐ)處理(lǐ)進行多角度、全方位的綜合考慮，對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)系統的可持續發展性進行更加全面的評價是污水(shuǐ)處理(lǐ)行業評價的升級。基于 LCA 的綜合評價方法，是一種國際上(shàng)普遍認同的、用(yòng)于評價産品或服務相關的環境因素及其整個生命周期環境影響的工(gōng)具。生命周期評價通過綜合污水(shuǐ)處理(lǐ)系統中的物耗、能(néng)耗、污染物排放(fàng)等因素，将結果統一量化爲資源消耗、環境變化、毒性等影響指标，也(yě)可進行加權得到(dào)綜合指标。由于生命周期評價考慮的是污水(shuǐ)處理(lǐ)系統的整個生命周期，不僅僅局限于某個階段，故能(néng)夠全面的評價該系統的總環境影響、社會(huì)可持續性、企業可持續性，有利于實現(xiàn)污水(shuǐ)處理(lǐ)的系統管理(lǐ)。在污水(shuǐ)處理(lǐ)系統開(kāi)展LCA評價，我國已有許多研究與案例，面對(duì)低(dī)碳時(shí)代要求，需進行相應的評價标準、基準、方法規範，由學術範疇走向行政管理(lǐ)與行業自(zì)審制度設置。就污水(shuǐ)處理(lǐ)系統而言，需分層次、以不同的邊界開(kāi)展LCA評價：一是污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)(WWTPs)邊界，在污水(shuǐ)處理(lǐ)企業建立評價清單，确定評價指數，定期開(kāi)展LCA評價，以此評價作(zuò)爲政府、利益相關方對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)行業考核的依據，環境績效考核不僅是污水(shuǐ)達标情況，還需考核溫室氣體GHG排放(fàng);二是擴大(dà)污水(shuǐ)處理(lǐ) LCA 分析的系統邊界，不再僅僅局限于污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)，而是包括了(le)整個城(chéng)市水(shuǐ)/廢水(shuǐ)系統，即從(cóng)污水(shuǐ)處理(lǐ)規劃、建設，污水(shuǐ)收集、管網、處理(lǐ)、回用(yòng)、排放(fàng)等全過程建立LCA評價體系，作(zuò)爲上(shàng)級政府與部門(mén)對(duì)下(xià)級城(chéng)市政府污水(shuǐ)處理(lǐ)系統考核與評價的依據。LCA 評價可以更加客觀揭示污水(shuǐ)處理(lǐ)的“大(dà)氣-水(shuǐ)-土地”相互聯動的生态事(shì)實，綜合考慮污水(shuǐ)廠(chǎng)生産過程中二氧化碳、一氧化二氮、甲烷等溫室氣體的排放(fàng)核算(suàn)，将傳統污水(shuǐ)處理(lǐ)爲“污染轉嫁”過程的問題定量展現(xiàn)，避免一味靠“提标”，爲僅達到(dào)單一改善水(shuǐ)環境的目而轉移生态環境問題，從(cóng)而選擇綜合方案來(lái)實現(xiàn)最小(xiǎo)化總生态環境影響，如在磷回收決策上(shàng)，是否進行磷回收?是單獨從(cóng)濕污泥中以鳥糞石工(gōng)藝回收，還是讓污泥焚燒，從(cóng)焚燒的幹灰中回收?都應放(fàng)在LCA的層面，尋找最優決策。
建立污水(shuǐ)處理(lǐ)GHG清單：
對(duì)于污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)工(gōng)作(zuò)，有一項基礎的工(gōng)作(zuò)就是建立污水(shuǐ)處理(lǐ)企業GHG清單。就污水(shuǐ)和(hé)污泥處理(lǐ)(包括運輸過程)過程中的直接排放(fàng)，如出水(shuǐ)中的污染物，CO2，CH4，NOx，SO2 等;以及投入的能(néng)源和(hé)物料(包括建設過程)在其生産過程中所造成的間接環境排放(fàng)建立污水(shuǐ)處理(lǐ)企業GHG清單，初始清單作(zuò)爲碳中和(hé)的初始情景或基線。2006 年 IPCC 發布了(le)《2006 國家溫室氣體清單指南》，可按照其中的方法學，就GHG排放(fàng)清單的項目與因子基于活動數據和(hé)排放(fàng)系數來(lái)進行計(jì)算(suàn)，因此也(yě)稱爲排放(fàng)系數法。如果是依據國家統計(jì)資料制定排放(fàng)清單的話(huà)，則采用(yòng)“自(zì)上(shàng)而下(xià)”的方法;如以技術流程爲基礎，需對(duì)污水(shuǐ)處理(lǐ)GHG排放(fàng)的工(gōng)藝特征、規模特征和(hé)區(qū)域特點進行細化評估，需區(qū)别“生源碳“與”化石碳“核算(suàn)，可“自(zì)下(xià)而上(shàng)”核算(suàn)評估。
探索污泥共消化：
污泥共消化發揮了(le)基質間的協同作(zuò)用(yòng)，提高(gāo)了(le)底物的降解速率和(hé)降解程度，使能(néng)源轉化效率顯著提高(gāo)。如果有條件可将廚餘垃圾、綠化草木(mù)殘體、果蔬垃圾等有機廢棄物與剩餘污泥一并共消化，這(zhè)不僅是污水(shuǐ)處理(lǐ)碳中和(hé)的途徑，而且也(yě)爲綜合處置城(chéng)市市政有機固體廢棄物開(kāi)辟一條可持續發展之路。建議(yì)盡快(kuài)建立污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)污染物去除協同控制溫室氣體核算(suàn)的标準體系。
政策引導，鼓勵資源型、能(néng)源型污水(shuǐ)廠(chǎng)的建設：
由于低(dī)碳污水(shuǐ)廠(chǎng)技術風(fēng)險大(dà)、投資成本高(gāo)，建議(yì)從(cóng)國家層面制定污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)碳減排補償和(hé)能(néng)源工(gōng)廠(chǎng)補貼機制，通過政策加經濟的手段，引導和(hé)推動更多有創新性的企業加入到(dào)碳中和(hé)污水(shuǐ)廠(chǎng)的建設和(hé)運營中來(lái);
改變污水(shuǐ)成本定價監審辦法和(hé)增值稅管理(lǐ)辦法，将節能(néng)降耗增加的成本納入監審成本，由此産生的利潤全額獎勵給污水(shuǐ)廠(chǎng);
同時(shí)，進一步降低(dī)污水(shuǐ)回用(yòng)的門(mén)檻，通過水(shuǐ)資源配給機制和(hé)回用(yòng)水(shuǐ)收費機制彌補水(shuǐ)資源的不足;
加大(dà)碳交易機構的建設和(hé)标準建設，鼓勵通過GHG減排交易實現(xiàn)産業投入的回報(bào)機制。
通過綠色信貸、綠色債券、綠色股票指數和(hé)相關産品、綠色發展基金(jīn)、綠色保險、碳金(jīn)融等金(jīn)融工(gōng)具和(hé)相關政策支持綠色污水(shuǐ)廠(chǎng)轉型。
綜上(shàng)所述，污水(shuǐ)處理(lǐ)行業實現(xiàn)碳中和(hé)是一項長期的系統性工(gōng)程。就系統而言，需要政府相關部門(mén)和(hé)企業全面升級管理(lǐ)運營思想與模式，需要從(cóng)多維度與多層次進行頂層規劃、系統設計(jì)和(hé)統籌安排。這(zhè)不單是整個行業技術和(hé)理(lǐ)念的更新，而且是整個城(chéng)市物質流認知(zhī)的革命。
這(zhè)将是一個漫長和(hé)曲折的過程。但(dàn)讓人欣慰的是，集結号已經吹起，我們有理(lǐ)由相信，政策驅動的制度優勢将再現(xiàn)神績，中國污水(shuǐ)處理(lǐ)行業将很(hěn)快(kuài)爲碳中和(hé)戰略做出積極貢獻。
