现阶段国内大部分的污水处理厂仍不能满足可持续发展的要求,随着国家和地方采取越来越严格的排污标准,我国现有老式污水处理厂普遍暴露出达标难、不稳定、能耗高、污染治理难等问题。目前,国内大部分的城市污废水处理都是以生物法为主,在处理过程中,为了达到水质净化的目的,必须消耗很多化学物质和能源,同时还会排放出许多的CO2、甲烷(CH4)等温室气体(GHG)。这种处理方式是“以能消能”的不可持续手段,如何实现“零碳型”排放,是污水厂实现碳中和运行的一个重要环节。

      污水处理是能源密集型的高耗能产业。目前,我国污水处理规模大,能耗高,CO2排放量始终位居世界第一位。通过采取节能措施和调整处理工艺,大部分的污水处理厂可减少30%以上的能源投入。

      电耗在污水处理厂的能源消耗中占比较大,对污水处理设备进行合理的改造优化,可以实现节能降耗、提高设备能效的目的。具体地说,在污水处理厂中,曝气系统、提升泵和污泥脱水装置占据总电力消耗的主要份额，鼓风曝气机和污水提升泵等装置的能源消耗占了69%。 当前,我国污水厂的运营管理过程还面临着很多的问题,比如药剂投加不精准、设备配置与实际荷载不相匹配等。这就要求在污水处理厂中应用自动控制系统,可实现多重效益,节省能源并减少高达9.6%的GHG排放。

      传统的污水生物处理工艺是能源密集型的工作,回收的资源很少或根本没有,通常需要大量的外部化学物质投入。通过碳捕集技术,结合厌氧消化-热电联产、光伏发电、污水源热泵等技术,通过加大能源回收力度的工艺来实现污水处理的碳中和目的。

      我国作为全球最大的能源消费国和CO2排放国,具有巨大的碳减排潜力和绿色发展潜力,然而,就当前污水处理技术的低碳运行现状而言,仍然有许多瓶颈问题成为了污水处理厂实现碳中和的阻碍。在我国今后的发展中,要充分吸收国内外先进的污水碳中和技术,以发展污水中的有机潜力以及新的低碳技术为中心,从提高装置节能、改善生产操作方式等方面着手,达到低碳运行的目的。