城镇污水系统减碳路径全解析：从化粪池到再生利用
01.城镇污水系统碳排现状与问题
1.1 化粪池的高碳排问题
现状：我国化粪池存量规模大，清掏维护不足，污染物沉积严重，CH4排放量高达3000万t CO2-eq/a，与污水处理厂总碳排放量处于同一水平。
对策：新建分流制区域逐步取消化粪池，强化存量化粪池清淤与碳源回收。
1.2 污水管网传输问题
高水位低流速：导致污染物沉积，厌氧环境下CH4排放量占排水系统总产生量60%以上。
清水混入：降低进水有机物浓度，增加碳源投加与间接碳排。
管网缺陷：淤积、错接等问题加剧污染物溢流与渗漏，需强化管网检测修复。
1.3 污水处理厂高碳排问题
直接碳排：预处理单元CH4逸散（占非CO2碳排70%）、生物处理N2O释放（硝化反硝化过程）。
间接碳排：进水BOD5浓度低（40%水厂低于100mg/L），碳源与药剂投加量增加。
能源浪费：曝气系统粗放管理占能耗50%—70%，设备低效运行问题突出。
表1 城镇污水处理系统各工艺单元的直接碳排放分析
02.低碳发展原则与路径
2.1 原则构建
以“安全、高效、生态、智慧”为核心：
安全：保障设施稳定运行与韧性；
高效：降低资源消耗，提升处理效能；
生态：推动资源能源循环利用；
智慧：数字化升级与智能管控。
2.2 减碳路径
源头减排
管网提质：消除空白区，严控清水入流；
化粪池优化：分流制区域取消化粪池，存量区域定期清淤。
过程优化
管网低水位运行：减少沉积与CH4生成；
泵站节能改造：采用高效泵组，优化调度策略。
末端治理
工艺升级：好氧池加盖捕捉N2O，污泥消化气密性提升；
能源回收：推广污泥沼气发电（近期）、水源热泵与光伏（远期）。
全系统管理
智慧平台：构建厂网一体化管控系统，实时监测碳排节点；
效能评估：定期测算污染物收集率，优化运行策略。
图1 城镇污水系统碳排放源分解
表2 污水系统碳排放关键节点及特征
表3 污水系统碳减排重点方向及低碳路径
03.典型案例与数据支撑
化粪池碳排：CH4排放量达3000万t CO2-eq/a，需纳入碳核算重点。
管网沉积：沉积物厚度超40cm的管道占比高，清淤后碳排降低30%—50%。
能源回收潜力：污泥沼气发电可满足水厂20%—30%能耗，光伏覆盖厂区年减碳500t。
04.结论
城镇污水系统减碳需统筹“源头-过程-末端”全链条：
源头消除管网缺陷，严控清水入流；
过程优化管网与设备运行效率；
末端强化能源回收与工艺升级；
全系统智慧化管理赋能低碳转型。
