[發明專利]一種基于城鎮污水處理全流程環節的碳排放模型計算方法

在審

• 申請號: 202010918715.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112084649A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 張岳;葛銅崗;孫永利;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國市政工程華北設計研究總院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種基于城鎮污水處理全流程環節的碳排放模型計算方法，其特征在于：所述碳排放模型用于計算污水廠運行階段的凈碳排放量W，該凈碳排放量W等于污水廠運行階段的碳排放量E_碳排扣除碳減排量J_減排；所述碳排放量E_碳排等于直接碳排放量E_直接與間接碳排放量E_間接的總和；所述直接碳排放量E_直接包括污水脫氮環節碳排放量E_污水脫氮、污泥衛生填埋碳排放量E_衛生填埋和污泥土地利用環節碳排放量E_土地利用；所述間接碳排放量E_間接包括包括污水處理廠耗電E_電能和使用的藥劑E_藥劑生產間接導致的碳排放量；所述碳減排量J_減排包括水質提升碳減排量J_水質提升、污泥厭氧消化碳減排量J_厭氧消化、污泥好氧消化過程碳減排量J_好氧消化和污泥土地利用作為土壤肥料的碳減排量J_土壤肥料；所述凈碳排放量W的測算公式如下：

2.根據權利要求1所述的一種基于城鎮污水處理全流程環節的碳排放模型計算方法，其特征在于：所述污水脫氮環節碳排放量E污水脫氮包括N₂O類碳排放以及CO₂類碳排放二者測算公式如下：

A、N₂O類碳排放

式中—污水處理過程N₂O產生量tN₂O/月；Q—污水處理廠處理水量萬m³/月；TN進水、TN出水—進、出水TN濃度mg/L；—N₂O轉化率，取0.04kgN₂O/kgTN；

結合公式(2)得出的測算公式如下：

式中，—污水處理環節N₂O類碳排放量tCO₂/月；G_N2O—N₂O的基于百年尺度上的全球增溫潛勢，取296tCO₂/tN₂O，

B、CO₂類碳排放

外加碳源作為電子供體在反硝化脫氮過程中被氧化為堿度HCO₃^-，在硝化過程中又被轉化為CO₂；故硝化反硝化過程的化學計量方程式為：

反硝化過程：

NO₃^－+1.08CH₃OH+0.24H₂CO₃→0.056C₅H₇O₂N+0.47N₂+1.68H₂O+HCO₃^-

硝化過程：

NH₄⁺+1.83O₂+1.98HCO₃^-→0.02C₅H₇O₂N+1.04H₂O+0.98NO₃^－+1.88H₂CO₃

硝化反硝化過程化學計量方程式合并為：

NH₄⁺+NO₃^－+1.83O₂+2.14CH₃OH→0.13C₅H₇O₂N+5.77H₂O+1.4CO₂+0.93N₂

因每消耗1kg甲醇產生0.9kgCO₂；結合甲醇氧當量1.5mg/mg可知，脫氮過程中外加碳源以氧當量計的CO₂理論轉化率為0.9kgCO₂/kgBOD_碳源；外加碳源轉化CO₂類碳排放量可按下式計算：

式中，—外加碳源轉化的CO₂排放量tCO₂/月；M_碳源—外加碳源投加量t/月；η_碳源—外加碳源有效成分含量％；BOD_碳源—外加碳源的氧當量；—外加碳源轉化CO₂類理論轉化率，取0.9kgCO₂/kgBOD_碳源；其中M_碳源、η_碳源、BOD_碳源根據污水處理廠實際運行情況選擇。