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1、污水处理中温室气体排放的核算方法调查报告2012 年 10 月前言 . 1 一 IPCC 优良做法 . 2 、废水处理 CO2核算方法 . 2 、废水处理 CH4核算方法 . 2 1 生活废水 . 2 2 工业废水 . 5 废水处理 N2O核算方法 . . 6 1 间接排放估算 . 7 2 源自高级集中废水处理厂的子类排放计算方法 . 7 二 其他方法 . 8 方法对比 . 8 综合生化反应过程法与耗电量折算法 . 9 1 废污水处理直接碳排量估算方法 . 9 2 废污水处理间接碳排量估算方法 . 11 三 附件 . 13 1 前言随着我国经济的不断发展，人民的生活水平在不断提高，同时生活污水
2、和工业污水的排放量在不断增加，城市污水处理厂的数量及处理能力也在逐年上升，逐年增加的污水处理厂在运行过程中不可避免地排放出大量温室气体， 在处理过程中， 废水的厌氧处理会产生甲烷 （ CH4） ， 废水中氮的去除会产生氧化亚氮 （ N2O） 。而 CH4和 N2O 的化学性质稳定， 在大气中留存时间长， 百年全球增温潜势分别为 25 和 298（ CO2为 1） ，全球变暖趋势是以 CO2 辐射强迫为依据的通用换算方法表示这些变暖影响的程度， 而辐射强迫是由于气候变化外部驱动因子的变化，如 CO2 浓度或太阳辐射量的变化等造成对流层顶净辐照度发生变化，所以它们的排放会对气候产生长期影响。 污水
3、处理中的 CO2排放是生物成因， 在 IPCC 国家温室气体清单指南中未予考虑，没有纳入国家排放总量。为了更好地控制温室气体的排放， 需要对它们的排放量进行核算， 而目前针对污水处理这一行业所排放温室气体的核算方法在国内研究相对较少， 估算温室气体排放量时参数的选择主要是参考 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南 ，以及中国环境统计年报 、 中国统计年鉴和相关文献。在此对国内外的估算方法进行了比较， 并总结了综合生化反应过程法与耗电量折算法对温室气体的估算，以供参考。2 一 IPCC 优良做法、废水处理 CO2 核算方法由于废水的 CO2 排放是生物成因，不应纳入国家排放总量，所以 I
4、PCC 指南 中未予考虑。 废水处理产生的 CO2 排放主要是微生物分解有机物而产生的，而有机物是由具有光合作用或化能作用的生物利用二氧化碳合成而来， 所以污水中 CO2的排放是生物成因，无需进行核算。、废水处理 CH4核算方法1 生活废水估算源自生活废水的甲烷排放如下：4 = i ij jijCH U T EF TOW S R排放其中：CH4 排放 =清单年份的 CH4 排放量，单位为 kgCH4/年TOW=清单年份废水中有机物总量，单位为 kgBOD/年S =清单年份以污泥清除的有机成分，单位为 kgBOD/ 年U i=清单年份收入群体 i 的人口比例Tij =清单年份每个收入群体比例 i
5、 利用处理 /排放途径或系统 j 中的程度i =收入群体：乡村、城市高收入和城市低收入j =各个处理 / 排放途径或系统EFj=排放因子，单位为 kg CH4/ kg BODR=清单年份回收的 CH4 量，单位为 kgCH4/年1.1 排放因子的选择废水处理和排放的途径和系统的排放因子， 可衡量废水处理和排放系统的甲烷修正因子（ MCF）和最大产生潜势（ Bo） 。 Bo 是 CH4 的最大量，可产生于废水中一定数量的有机物。 MCF 表示每种处理和排放的途径和系统实现的 CH4产生能力（ Bo）范围。因此，它又表明系统的厌氧程度。各个生活废水处理 /排放3 途径或系统的 CH4 排放因子计算
6、如下：=j o jEF B MCF其中：EFj=排放因子，单位为 kgCH4/kgBODj=各个处理 /排放途径或系统Bo=最大的 CH4 产生能力，单位为 kgCH4/kgBODMCFj=甲烷修正因子（比例） ，参见表 1 优良作法是应用 Bo 的特定国家数据（如果可以获取） ，表示为清除的kgCH4/ kgBOD，应与活动水平数据一致。如果国家特定数据不能获取，则可以利用缺省值 0.6kgCH4/ kgBOD。 对于生活废水， 基于 COD 的 Bo 值乘以因子 2.4，便能转化成基于 BOD 的值。 表 2 介绍了生活废水的缺省最大 CH4 产生能力 （ Bo） 。表 2 生活废水的缺省
7、最大 CH4产生能力（ Bo ）0.6 kg CH 4/kg BOD 0.25 kg CH 4/kg COD 1.2 活动数据的选择此源类别的活动数据是废水中有机可降解材料的总量（ TOW） 。此参数是人口和人均 BOD 产生量的函数。以生化需氧量（ kgBOD/ 年）表示。生活废水中有机可降解材料的总量的计算公式为：0.001 365TOW P BOD I其中：TOW=清单年份废水中的有机物总量，单位为 kgBOD/年P=清单年份的国家人口， （单位为人）BOD=清单年份特定国家人均 BOD，单位为 g/ 人 / 天0.001=从 gBOD 到 kgBOD 的换算I=排入下水道的附加工业 B
8、OD 修正因子（收集的缺省值是 1.25，未收集的缺省值是 1.00）4 表 1 生活废水的缺省 MCF值处理和排放途径或系统的类型备注 MCF 范围未处理的系统海洋、河流和湖泊排放有机物含量高的河流会变成厌氧的0.1 0-0.2 不流动的下水道 露天而温和 0.5 0.4-0.8 流动的下水道 快速移动，清洁源自抽水站的少量 CH40 0 已处理的系统集中耗氧处理厂 必须管理完善。 一些 CH4 会从沉积池和其他料袋排放出来。0 0-0.1 集中耗氧处理厂 管理不完善。过载。 0.3 0.2-0.4 污泥的厌氧浸化槽 此处未考虑 CH4 回收 0.8 0.8-1.0 厌氧反应堆 此处未考虑
9、CH4 回收 0.8 0.8-1.0 浅厌氧化粪池 深度不足 2 米，采用专家判断。 0.2 0-0.3 深厌氧化粪池 深度超过 2 米 0.8 0.8-1.0 化粪系统 半分 BOD沉降到厌氧池。 0.5 0.5 厕所 干燥气候、地下水位低于小家庭（ 3-5 人）的厕所0.1 0.05-0.15 厕所 干燥气候、地下水位低于公共厕所（多用户）0.5 0.4-0.6 厕所 潮湿气候 / 流溢的水用途， 接地水面高于厕所0.7 0.7-1.0 厕所 化肥的常规污泥清除 0.1 0.1 5 2 工业废水估算源自工业废水的 CH4 排放的通用公式如下：4 i= -S -i i iiCH TOW EF
10、 R排放其中：CH4 排放量 =清单年份的 CH4 排放量，单位为 kgCH4/ 年TOWi=清单年份源自工业 i 的废水中可降解有机材料总量，单位为 kgCOD/年I=工业部门Si=清单年份以污泥清除的有机成分，单位为 kgBOD/ 年EFi=工业 i 的排放因子，单位为 kgCH4/kgCOD(如果一家工业采用了不止一个处理做法，则此因子需要一个加权平均值 ) Ri=清单年份回收的 CH4量，单位为 kgCH4/年2.1 排放因子的选择不同类型工业废水的 CH4 排放潜势差异很大。因此，应尽可能收集数据以确定各工业的最大 CH4 生产能力（ Bo） 。如前所述， MCF 表示每种处理方法中
11、的 CH4 产生潜势 （ Bo） 范围。 因此， 它又表明系统的厌氧程度。 工业废水的 CH4排放因子计算如下：=j o jEF B MCF其中：EFj=各处理 /排放途径或系统的排放因子，单位为 kgCH4/ kgBODj=各个处理 /排放途径或系统Bo=最大 CH4产生能力，单位为 kgCH4/kgBODMCFj =甲烷修正因子（比例） ，参见表 3 6 表 3 工业废水的 MCF值处理和排放途径或系统的类型备注 MCF 范围未处理海洋、河流和湖泊排放 有机物含量高的河流可能变成厌氧的，但不考虑0.1 0-0.2 已处理耗氧处理厂 必须管理完善。 一些 CH4会从沉积池和其他料袋排放出来0
12、 0-0.1 耗氧处理厂 管理不完善，过载 0.3 0.2-0.4 污泥的厌氧浸化槽 此处不考虑 CH4 回收。 0.8 0.8-1.0 厌氧反应堆 此处不考虑 CH4 回收。 0.8 0.8-1.0 浅的厌氧化粪池 深度不足 2 米，采用专家判断 0.2 0-0.3 深厌氧化粪池 深度超过 2 米 0.8 0.8-1.0 2.2 活动数据的选择此源类别的活动数据是废水中有机可降解材料的总量（ TOW） 。此参数可衡量工业产出（产品） P（单位为吨 / 年） 、废水产生量 W（单位为产品 m3/ 吨）和废水 COD 可降解有机质浓度 （单位为 kgCOD/m3） 。 工业废水中的有机可降解材料
13、计算公式如下：=i i i iTOW P W COD其中：TOWi=工业 i 的废水中可降解有机材料总量，单位为 kg COD/ 年i=工业部门Pi=工业部门 i 的工业产品总量，单位为 t/年Wi=生成的工业废水量，单位为 m3/ 吨产品CODi=化学需氧量，单位为 kgCOD/m3 废水处理 N2O核算方法 2006IPCC 清单指南指出： N2O 可产生于废水处理厂硝化和反硝化过程的直接排放， 或将废水排入水道、 湖泊或海洋后产生的间接排放。 通常直接排放7 小于间接排放， 可视为次要来源， 且可能只涉及有高级集中处理厂并采用硝化作用和反硝化作用步骤的国家。 在有条件的地区， 可以统计源
14、自高级集中处理厂的N2O 排放。1 间接排放估算 ：2 = 44/28N O N EF污水 污水排放其中：N2O 排放 =清单年份的 N2O 排放量，单位为 kgN2O/年N 污水 =排放到水生环境的污水中的氮含量，单位为 kgN/年EF 污水 =源自排放废水的 N2O 排放的排放因子，单位为 kgN2O-N/kgN系数 44/28 是 kgN2O-N 到 kgN2O 的转化污水排放的含氮量 N 污水 通过下式计算：=N P N污水 NPR NON-CON IND-COM 污泥蛋白质 F F F其中：N 污水 =废水排污中氮的年度总量，单位为 kgN/ 年P=人口蛋白质 =每年人均蛋白质耗量，单位为 kg/ 人 / 年FNPR= 蛋白质中氮的比例，缺省值 =0.16,，单位为 kgN/kg 蛋白质FNON-CON =填加到废水中的非消耗蛋白质因子FIND-COM =共同排放到下水道系统的工业和商业废水中的蛋白质因子N 污泥 =随污泥清除的氮（缺省值 =0） ，单位为 kg N/ 年2 源自高级集中废水处理厂的子类排放计算方法源自高级集中废水处理厂的排放量通常远小于排污产生的排放量， 且可能仅涉及主要有高级集中处理厂并采用可控的硝化作用和反硝化作用步骤的国家。 估算
