碳中和背景下基于AB工艺的污水处理厂能量自持分析

我国污水处理行业碳排放量占全国总排放量的1.0％～3.0％,在碳中和的大趋势下,需要充分挖掘污水中蕴含的潜能,实现污水处理的能量自持.污水中化学需氧量(COD)对应有机物含有大量化学能,COD为1 mg/L时每m3污水含化学能约16.2 kJ,是污水能源利用的主要途径.国内外学者对以碳捕捉及碳源改向为基础的新型吸附生物降解(AB)工艺进行研究,提出各自的能量平衡或碳中和技术路线.以进水COD为500 mg/L进行理论计算,基于AB工艺+厌氧消化+热电联产(CHP)工艺路线,计算得每m3污水发电潜能约0.340 kW·h,可实现污水处理厂运行的能量自持.污水处理厂引入水源热泵和光伏发电也是实现能量自持的重要补充手段.污水所含余温热能只能通过水源热泵转换为约60℃的低品位热源,不能直接用于发电.污水处理厂利用光伏发电可补偿约10.0％的能耗.