【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及污水處理行業碳排放核算領域，特別涉及一種封閉式污水處理系統化石源co2排放核算方法。
技術介紹
1、污水處理系統是去除水中污染物、減輕水污染的重要民生工程，但其在污水處理過程中會產生大量的二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)和氧化亞氮(n2o)等溫室氣體，因此是不可忽視的碳排放源。聯合國政府間氣候變化專門委員會(ipcc)第六次評估報告顯示，污水處理行業的碳排放量約占全社會碳排放總量的2％～3％，且呈現逐年增長的趨勢。在“雙碳”時代背景下，2022年生態環境部印發的《減污降碳協同增效實施方案》明確指出，要開展城鎮污水處理和資源化利用碳排放測算，推進污水處理廠減污降碳協同增效的總體框架。以污水處理系統溫室氣體排放為具體對象的科學研究得到了發展契機。
2、對污水處理過程中污染物降解產生的co2，以往研究通常認為其為生源性碳排放，即這部分co2來源于當代大氣，在自然界中不斷循環，并且總量保持不變，不應納入溫室氣體排放清單進行管理。但近年來有研究表明，隨著居民生活用的洗滌劑、藥品以及部分工業廢水進入城鎮污水處理廠，污水處理過程排放的co2有相當一部分被認定為化石源排放，即這些物質的原材料來源于數億年前被固定、封存在地殼中的石油、天然氣等化石碳，忽略這部分化石碳代謝產生的co2排放會造成溫室氣體排放清單的缺失。國內外學者通過放射性碳測定方法并應用質量守恒法測得實際污水中的化石碳含量不低，化石源co2占污水處理廠直接溫室氣體排放清單的2～29％不等。ipcc?2019報告中也指出，應當改進與污水處理過程化石碳排放相關
3、污水處理廠作為城市發展配套的重要市政基礎設施，是城市發展的重要組成部分，其建設方式也不斷與時俱進。大部分地上污水處理廠在處理設施上方采用加蓋密封的設計，有效地將易產生臭氣的環節封閉并集中處理，大大降低了異味逸散對周邊環境的影響。隨著城市空間資源的緊張和地下空間技術的發展，地下式污水處理廠以其隱蔽性、環境友好性、氣候適應性、智能化程度高等特點，成為解決城市污水處理需求與土地資源矛盾、改善城市生態環境的有效途徑。無論是地上加蓋收集式還是地下封閉式污水處理廠，現代化的廢氣管理系統已成為標配。這些系統不僅將各類廢氣有效捕集，集中凈化后再行排放，顯著減輕了對大氣環境的臭氣污染，還為廠區內溫室氣體排放的精準監測與科學管理提供了便利條件。
4、綜上所述，結合封閉式污水處理系統的特征，在溫室氣體排放核算中納入化石源co2對于制定準確的指導方針是必要的，對于補充溫室氣體排放清單中有關污水處理碳排放的界定具有重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術目的之一在于提供了一種封閉式污水處理系統化石源co2排放核算方法，立足污水處理系統的實際情況，完善碳排放的核算邊界，建立全面的封閉式污水處理系統的化石源co2排放核算方法，使得核算范圍科學準確，為補充污水處理領域溫室氣體的排放清單提供內容參考。
2、本專利技術實施例提供的一種封閉式污水處理系統化石源co2排放核算方法，包括：
3、對系統的全部污水處理單元，將污水處理過污水處理系統進行先期調研，確定研究邊界為整個污水處理程分為預處理階段、生化處理階段和深度處理階段；
4、根據每個階段的實際工況，在尾氣總排放口進行溫室氣體排放的監測和核算；
5、根據每個階段的實際工況，在尾氣總排放口采集氣體樣品，進行放射性碳同位素的測定，獲取樣品的化石碳比例；
6、結合所述先前得到的化石碳比例及溫室氣體排放量，計算化石源co2的排放量及其對直接溫室氣體排放清單的貢獻；
7、所述預處理階段的構筑物一般包括：提升泵房、粗細格柵、沉砂池，以上污水處理反應單元均處于封閉狀態，各反應單元配有尾氣收集管路，以收集該環節產生的溫室氣體，多條支路管道的尾氣將匯總至除臭裝置，經處理后統一排放至大氣中；
8、所述生化處理階段的構筑物一般包括：生化反應池、二沉池，其中生化反應池處于封閉狀態，并配有尾氣收集管路，以收集該環節產生的溫室氣體，尾氣將匯總至除臭裝置，經處理后統一排放至大氣中，二沉池處于開放狀態，故此環節的溫室氣體排放暫不考慮；
9、所述深度處理階段的構筑物一般包括：濾池、消毒池，以上污水處理單元一般處于開放狀態，故此環節的溫室氣體排放暫不考慮。
10、所述溫室氣體排放的監測和核算包括以下步驟：
11、在廢氣集中收集管路的總排放口處開展監測，獲取co2、ch4和n2o的質量濃度以及管道的流速和橫截面積，同時測得背景大氣中co2、ch4和n2o的質量濃度，測試的分辨率為秒。單種溫室氣體的日排放量計算公式為：
12、
13、其中，esingle?gas,pri和esingle?gas,bio分別是預處理和生化處理階段廢氣排放口處單種溫室氣體在一定時間內(一般為一天24小時)的排放量，單位為kg；cpipeline,pri和cpipeline,bio分別代表預處理和生化處理階段廢氣排放口處co2、ch4或n2o的質量濃度，單位為g/m3；cbackground是廠區背景大氣中co2、ch4或n2o的質量濃度，單位為g/m3；vpri和vbio分別是預處理和生化處理階段廢氣排放管道中氣體的流速，單位為m/s；spri和sbio分別是預處理和生化處理階段廢氣排放管道的橫截面積，單位為m2；t為監測的時間跨度，一般為一天24小時，86400秒。
14、封閉式污水處理系統的溫室氣體排放總量為co2的排放量加上ch4的排放量乘以ch4的全球增溫潛勢數據，再加上n2o的排放量乘以n2o的全球增溫潛勢數據，其中co2、ch4、n2o的排放量均為預處理和生化處理階段的co2、ch4、n2o排放量之和。具體計算公式為：
15、
16、其中，eplant為污水處理系統的日溫室氣體排放總量，單位為kg；為co2的日排放總量，單位為kg；為預處理階段的co2的日排放總量，為生化處理階段的co2的日排放總量；為ch4的日排放總量，單位為kg；為預處理階段的ch4的日排放總量，為生化處理階段的ch4的日排放總量；為ch4的全球增溫潛勢數據；為n2o的日排放總量，單位為kg；為預處理階段的n2o的日排放總量，為生化處理階段的n2o的日排放總量；為n2o的全球增溫潛勢數據。
17、所述氣體樣品采集和化石碳檢測方法包括以下步驟：
18、針對配有集氣管路的污水處理單元，在集氣管路開口處進行氣體采集，在采樣前需要事先用集氣管路中的氣體清洗氣體采樣管，正式采集氣體時需要控制真空泵的流速和壓力，以減少人為因素造成的誤差。
19、使用加速器質譜法測定氣體樣品中co2的放射性碳含量。放射性碳同位素在加速器質譜儀上的測試結果是通過計算樣品中14c/12c的值，并與現代碳中14c/12c比值比較所得。現代碳的標準品定義為1950年生產的天然草酸中95％的14c同位素豐度比(14c/12c)，并預先將其穩定碳同本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種封閉式污水處理系統化石源CO2排放核算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種封閉式污水處理系統化石源CO2排放核算方法，其特征在于，所述溫室氣體排放的監測和核算包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種封閉式污水處理系統化石源CO2排放核算方法，其特征在于，所述氣體樣品采集和化石碳檢測方法包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種封閉式污水處理系統化石源CO2排放核算方法，其特征在于，所述化石源CO2排放量的計算包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種封閉式污水處理系統化石源co2排放核算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種封閉式污水處理系統化石源co2排放核算方法，其特征在于，所述溫室氣體排放的監測和核算包括以下步驟：
3.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李海雁，種雨彤，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學深圳哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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