污泥厌氧消化工艺的碳减排效果分析

第１７期收稿日期：２０１９－０６－０４作者简介：赵阳悦（１９９４—），女，山西忻州人，硕士研究生，主要研究方向为污泥处理处置及资源化。污泥厌氧消化工艺的碳减排效果分析赵阳悦，赵政通，陈伯俭（河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸０５６０３８）摘要：污泥厌氧消化是一种使污泥稳定化和资源化的方法，因为其具有高效的能量回收和低污染的特点逐渐引起了各国的关注。以吉林省某污水处理厂改扩建以后污泥处理规模为２００ｔ／ｄ的厌氧消化项目为例，基于温室气体自愿减排方法学ＣＭ－０７２－Ｖ０１对碳减排效果进行分析。结果表明，该项目每年可减少温室气体排放９４１４ｔＣＯ２ｅ。本文对于类似项目的计算具有借鉴意义。关键词：碳减排；污泥厌氧消化；方法学中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）１７－０２２７－０２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣａｒｂｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＳｌｕｄｇｅＡｎａｅｒｏｂｉｃＤｉｇｅｓｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓＺｈａｏＹａｎｇｙｕｅ，ＺｈａｏＺｈｅｎｇｔｏｎｇ，ＣｈｅｎＢｏｊｉａｎ（ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｌｕｄｇｅａｎａｅｒｏｂｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎｉｓａｍｅｔｈｏｄｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅａｎｄｒｅｃｙｃｌｅｓｌｕｄｇｅ，ｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｌｏｗｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙａｔｔｒａｃｔｅｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｔａｋｉｎｇｔｈｅａｎａｅｒｏｂｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｗｉｔｈａｓｌｕｄｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃａｌｅｏｆ２００ｔ／ｄａｆｔｅｒｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆａｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｉｎＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓｖｏｌｕｎｔａｒｙｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄＣＭ－０７２－Ｖ０１ｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｃａｎｒｅｄｕｃｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｓｏｆ９４１４ｔＣＯ２ｅｐｅｒｙｅａｒ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｓｌｕｄｇｅａｎａｅｒｏｂｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎ；ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ近几年来，随着国民经济和工业化进程的加快，城市污水处理量和处理深度的日益增加产生了大量的污泥。污泥厌氧消化工艺是在无氧条件下，利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌等微生物，以自身一系列的生化反应来使污泥实现分解的一种污泥处理技术［１－２］。最终的污泥经过稳定化、无害化处理作为有机肥使用，过程中产生的沼气进行发电和供热［３］。对污水厂污泥基于该工艺进行处理，不仅使能源实现高效利用，而且提高了污水厂污泥处理能力，促进了当地绿色肥料产业市场的发展，社会和环境效益显著［４］。１项目简介吉林某公司基于污水处理厂改扩建的污泥厌氧消化项目，将污水处理厂排放的污泥和畜禽粪便、秸秆、草木灰、骨泥等有机辅料混合调制，采用厌氧消化工艺，通过改造生产车间和库房、新建污泥处理车间和设施、购置污泥处理和沼气发酵设备，以实现污泥的资源化利用。项目投入运行后，年新增有机肥产量３．７５万ｔ，年均发电３４．４７亿ｋＷｈ，供热４８４．２万ＧＪ。２计算依据本文基于以下清洁发展机制ＣＤＭ方法学和相关计算工具来进行碳减排效果的分析：（１）温室气体自愿减排方法学ＣＭ－０７２－Ｖ０１“多选垃圾处理方式”；（２）厌氧消化池项目和泄漏排放计算工具；（３）堆肥导致的项目和泄漏排放计算工具。３碳减排量计算３．１确定项目边界和温室气体种类本项目的边界包括与东北电网相连的电厂、污泥处理厂、该污泥处理厂内的污泥处理设备、现场发电和用电设备、消耗燃料的设备以及填埋场。项目边界来源内包含的温室气体有ＣＨ４、Ｎ２Ｏ、ＣＯ２三种，由于其他气体相比于主要排放源排放量很小，不纳入计算范围。３．２基准线确定依据方法学，本文从五个方面来确定该项目的基准线：污水厂污泥送至垃圾填埋场填埋且无填埋气回收装置、秸秆在有氧条件下弃置或腐烂、禽畜粪便通过开放式厌氧塘处置、项目所需电力由电网提供、所需热力由原有燃煤锅炉提供［５］。３．３基准线排放量本文为