城镇污水处理系统碳核算方法与模型研究

【摘要】：近年来，气候变化已引起社会各界的反思，各国为应对气候变化都制定了相应的温室气体减排计划。我国计划到2015年相比于2010年温室气体(greenhousegases，简称GHG)减排17%，各行各业都在大力开展节能降耗工作。而城镇污水处理系统则是一个不容忽视的较大的温室气体分散排放源，据估算，2003~2009年我国污水处理过程的直接排放类温室气体量均呈逐年增加趋势，自2003年的0.53亿吨CO_2当量增加到2009年的0.75亿吨CO_2当量，年平均增加5.95%。由此可见，污水处理行业的温室气体排放量已不能忽视，应作为节能减排的重点。 针对污水处理系统高碳排放的现状，基于政府间气候变化委员会（IPCC）制定的温室气体清单编制的方法学指南，国内外学者开始了对污水处理系统的碳核算方法研究，现有污水处理系统碳核算方法都采用IPCC推荐的方法，排放系数都取自IPCC方法指南，但由于IPCC提供的排放系数是由国外的统计数据计算得出，不一定适用于我国的污水处理系统，范围较广，适用于各种处理工艺和规模，针对性和可操作性较差；且IPCC认为污水处理系统由生物降解引起的CO_2直接排放属于生源碳，没有将该部分CO_2纳入温室气体核算清单中，目前国际上对生源碳是否纳入碳核算仍存在争议。 为指导我国城镇污水处理减碳技术的发展，实现碳减排的定量化，对污水处理系统的有机碳及有机氮的转化进行了追踪研究，分析了各类温室气体排放及回收的路径，结合IPCC指南与直接排放过程的碳转化规律，提出了较系统的污水处理系统的温室气体排放的核算方法，主要研究内容和结论包括： ①城镇污水处理系统过程碳排放研究 通过对污水处理系统的有机物转化过程的追踪，确定了污水处理系统温室气体的直接排放源为污水处理过程有机物的降解。根据污水处理系统的温室气体排放与回收的实际情况，将污水处理系统中的温室气体排放分类具体到五类，分别为：物质类温室气体排放、能耗类温室气体排放、物耗类温室气体排放、碳汇类温室气体回收及资源类温室气体回收。分别对每类温室气体的排放及回收路径进行分析，得出了各类温室气体的排放及回收关键因素。 ②城镇污水处理系统碳核算方法研究 根据各类温室气体的排放及回收的关键因素，结合IPCC指南，得出各类温室气体排放量及回收量的核算方法如下：物质类温室气体排放中，CO_2及CH_4的排放量由降解的有机碳量与化学计量系数的乘积计算得，N_2O气体的排放量由降解的总氮量与经验排放系数的乘积计算得；能耗类温室气体排放量由污水处理系统总能源消耗量及其对应排放系数的乘积计算得；物耗类温室气体排放量由污水处理系统投加的各类药品的总质量及其对应排放系数的乘积计算得；碳汇类温室气体回收量由污水处理系统中生态处理工艺的主体植物的固碳能力及其冠幅面积的乘积计算得；资源类温室气体回收量由污水处理系统中回收利用的资源量及其对应的回收系数的乘积计算得。 ③污水处理厂碳核算模型构建与应用 以城镇污水处理厂为对象，构建了污水处理厂碳排放核算模型，并选择一日处理规模为5万m3的污水处理厂进行了模拟核算，得出不计入生源碳时，该污水处理厂的碳排放水平为0.474kg CO_2/t水，其中直接碳排放水平为0.245kg CO_2/t水，间接碳排放水平为0.229kg CO_2/t水；计入生源碳时，该污水处理厂的碳排放水平为0.595kg CO_2/t水，其中直接碳排放水平为0.366kg CO_2/t水，间接碳排放水平为0.229kg CO_2/t水。 通过对城镇污水处理系统碳核算与碳平衡研究，提出了污水处理系统碳核算方法，并构建了碳核算模型，将为城镇污水处理减碳技术的定量化效果评估提供理论依据，也为国家制定污水处理温室气体排放清单的制定提供基础。 【关键词】：污水处理 温室气体 低碳 碳核算 模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 国内外温室气体排放及核算现状9-12
• 1.1.1 国内外温室气体排放现状10
• 1.1.2 国内外温室气体减排目标10-11
• 1.1.3 国内外温室气体排放核算现状11-12
• 1.2 国内外污水处理系统温室气体排放及核算现状12-17
• 1.2.1 国内外污水处理系统碳排放现状12-13
• 1.2.2 国内外污水处理系统碳核算现状13-17
• 1.3 课题来源、研究目的、内容及技术路线17-21
• 1.3.1 课题来源17
• 1.3.2 研究目的17-18
• 1.3.3 研究内容18-19
• 1.3.4 技术路线19-21
• 2 城镇污水处理系统过程碳排放研究21-39
• 2.1 污水处理系统碳追踪与碳平衡21-29
• 2.1.1 污水处理系统有机碳追踪与质量平衡22-28
• 2.1.2 污水处理系统有机氮追踪与质量平衡28-29
• 2.2 污水处理系统温室气体排放源清单的建立29-31
• 2.3 污水处理系统温室气体排放路径及关键因素31-36
• 2.3.1 物质类碳排放路径及关键因素31-34
• 2.3.2 能耗类碳排放路径及关键因素34-35
• 2.3.3 物耗类碳排放路径及关键因素35
• 2.3.4 碳汇类碳回收路径及关键因素35-36
• 2.3.5 资源类碳回收路径及关键因素36
• 2.4 本章小结36-39
• 3 城镇污水处理系统碳核算方法研究39-55
• 3.1 物质类温室气体排放核算方法39-50
• 3.1.1 污水处理过程中物质类温室气体排放量核算39-47
• 3.1.2 污泥处理处置过程中物质类温室气体产生量核算47-50
• 3.2 能耗类温室气体排放核算方法50-51
• 3.3 物耗类温室气体排放核算方法51
• 3.4 碳汇类温室气体回收核算方法51
• 3.5 资源类温室气体回收核算方法51-53
• 3.5.1 沼气回收利用引起的温室气体回收量计算51-52
• 3.5.2 源头节水引起的温室气体回收量计算52
• 3.5.3 尾水回用引起的温室气体回收量计算52-53
• 3.6 本章小结53-55
• 4 城镇污水处理厂碳核算模型建立与应用55-75
• 4.1 城镇污水处理厂碳核算模型构建55-61
• 4.1.1 模型概述55
• 4.1.2 模型构建55-59
• 4.1.3 参数确定59-61
• 4.2 城镇污水处理厂碳核算软件开发61-66
• 4.2.1 软件总体设计61
• 4.2.2 软件界面和功能设计61-66
• 4.3 城镇污水处理厂碳核算软件模拟应用66-73
• 4.3.1 模拟应用对象68-70
• 4.3.2 应用结果的讨论与分析70-73
• 4.4 本章小结73-75
• 5 结论与建议75-77
• 5.1 结论75-76
• 5.2 建议76-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-83
• 附录83
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文83
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的相关科研项目83
• C. 作者在攻读硕士学位期间申报和获批的专利83

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

海南省垃圾污水处理有章可循    

速览    

剖析德国城镇污水处理技术状况    宗永忠

广东省城镇污水处理市场化、产业化发展    叶书栋,刘奕玲

百乐克污水处理工艺在小城镇污水处理的应用    孔令辉;

全国城镇污水处理现场会在肥召开    石冬冰;

泰悉尔风机“鼓”动中国城镇污水处理行业发展    

农村和村镇污水处理前景展望和路线实施    

城镇污水回收利用的法律思考    邹丽梅;

农村污水处理技术应用取得成效    钱泽;

我国城镇污水处理系统能源回收的潜力分析    雷洋;王玉明;杨勇;郑祥;

城市新景——T1小城镇污水处理系统    张临苏;唐纪进;周晋黔;

新工艺、新材料推动小城镇污水处理技术发展    袁琳;冯祥军;廖文贵;

城镇污水处理氨氮减排的现状与对策    王洪臣;

天津市小城镇污水处理规划建设存在问题及对策研究    王新亮;高斌;

城镇污水处理达一级A标准关键技术设备    

小城镇污水处理工程设计浅谈    张娜;卢永利;

城市污水处理运行管理的思考    周鹏飞;

H9000监控系统在污水工艺方面的应用    邓小刚;陶海涛;李涛;刘小恒;

焦作市污水处理厂设计介绍    周永刚;张强;王宇峰;

贵港：5个城镇污水处理项目快速推进    记者 刘艺　通讯员 黄坚

城镇污水处理率3年内将达80%    记者　张艳　赵维光

加快城镇污水处理系统建设确保实现今年任务目标    李媛　余宽平

水市场“钱景”灿烂 水业大佬“摩拳擦掌”    本报记者 薛娟

年内城镇污水处理率将达75%    记者 顾逸玲

我市争取到以奖代补资金3221万元    见习记者 刘畅

三年建成10个污水处理厂    本报记者 张文凯

区督查组检查我市城镇污水处理情况    记者 林业霞

2010年城镇污水处理全覆盖    徐蓉

我国污水处理能力已位居世界前列    驻安徽记者 黄勇

城镇污水处理定价研究    马乃毅

基于清洁生产理念的污水处理系统节能降耗支撑技术研究    王佳伟

基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究    叶洪涛

典型抗生素和抗药性基因在污水处理系统中的归趋及迁移分布规律    高品

生物流化床养殖污水处理系统的设计与实验研究    柳瑶

新型聚乙烯醇载体的设计、制备及其固定化污水处理系统的构筑研究    白雪

碱性磷酸酶在点面污染源磷形态转化中的作用研究    谢春生

反馈支持向量回归算法与ASM2D在污水厂设计中的应用研究    杜敬

深圳河及沿岸污水处理厂典型雌激素微生物转化研究    王凌云

间歇运行的潜流式人工湿地污水处理技术及设计方法研究    刘汉湖

城镇污水处理系统碳核算方法与模型研究    杨世琪

新建A~2/O工艺城镇污水处理系统的调试校验及抗负荷波动能力研究    李导玉

污水处理厂节能控制策略的研究和工程应用    谭晶

污水处理厂远程交互式系统    王伟东

吉林省某小城镇污水处理系统设计    任佳

黑龙江省中小城镇污水处理现状及改善对策研究    汪超

生物生态污水处理系统协同优化及控制策略研究    王诚

城市污水处理工艺的能耗评价体系研究    李为

南方某污水处理厂工艺优化方案研究    陈广

基于影子价格的城镇污水处理提标定价标准研究    周全