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观点 | 地下式污水处理厂既不环保 也不低碳

2022-08-05 09:50 水业碳中和资讯 于文波 郝晓地等

污水处理厂主流工艺多为平面占地型,但一些滞后于城市发展的污水处理厂在建设时在可能会遇到无地安置问题。这种被逼无奈的极端情况催生了地下式污水处理厂兴建。然而,以恢复生态或开发地产为目的的地下厂建设之举似乎需要商榷,毕竟比中国更缺城市用地的欧洲和日本地下厂建设也属凤毛麟角。因此,需要以适当定量方式全方位评估地下厂对综合环境的影响,同时,对其全生命周期内碳排放量予以核算。为此,基于之前我们已建立的地下厂综合环境影响评价(地下式污水处理厂全生命周期综合效益评价. 中国给水排水,2021,37(07):1-10)以及即将出版的《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》,利用一国内地下厂案例,从全生命周期的角度对其环境影响、经济成本、生态效益产生的综合效益及其碳足迹情况进行了全面评价,得出了标题所示的定量结论。以下就主要评价过程与结果予以介绍。

01 评价内容

评价对象为我国某地代表性全地下式污水处理厂。厂区占地面积1.83万m2、建筑面积2.21万m2,采用2层全地下式结构设计;处理规模10万m3/d,采用A2/O+MBR处理工艺。平均每日产生干污泥12 t/d,经机械脱水后,外运进行填埋处理。作为对比地上式污水处理厂各参数与地下厂相同,仅建造结构有所区别。案例污水厂如图1所示。评价功能单位(FU)设定为每人每年的平均排放污水量,即,1 FU=1 PE·a=36.5 m3

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评价方法采用全生命周期综合影响指标(LCCI,见参考文献1)与碳足迹核算评价方法(见参考文献2),评价方法与过程如图2所示。

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02 评价结果

2.1 全生命周期综合影响评价

案例污水厂LCCI评价结果如图3所示。在本研究规定的全生命周期内,地下厂与地上厂对环境与社会产生的综合影响为LCCI地下式=10.7 > LCCI地上式=8.83。结果显示,地下式污水处理厂产生的综合影响较地上式高出21%。地下式污水处理厂对环境、投资的影响均高于地上式,不利于地厂可持续运行。其它表园林景观确实具有一定生态效益,但与其负面环境影响相比显然远无法实现效益“中和”。但是,如果地面非园林景观,则不具任何生态效益。

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2.2 碳足迹评价

案例污水处理厂全生命周期碳足迹评价结果如图4所示。地下厂全生命周期总碳排放量约87.1 万t CO2-eq,较地上厂高36.5%,其中,运行阶段碳排放量可达总量的95%以上。由于地下工程结构,地下厂在建设(图6b)与拆除阶段(图6c)中,需要额外的施工量与建材消耗;在运行阶段(图6c),则需额外通风、照明等电力消耗。因此,地下厂运行阶段(20年)总碳排放量较地上式高35.8%;其中,地下厂额外通风产生的碳排放量约18.4万t CO2-eq,占总排放量的22%。可见,地下式污水处理厂全生命周期中会产生大量碳排放,不符合碳减排、碳中和的社会发展方向。

03 国外地下式污水处理厂案例

在人口密度更高,城市用地更为紧张,社会经济更加发达的一些欧美、日本等国家(图5),地下式污水处理厂并非遍地开花,几乎是凤毛麟角。此外,国外少有的一些地下式污水处理厂案例(表1)中,其建设选址、缘由也非盲目跟风,主要是充分利用天然山洞、废弃地下建筑等地形顺势而为,因此而大大减少了建设所需的工程量。可见,地下污水处理厂的建设应因地制宜,不应盲目跟风。

04 结论

地下式污水处理厂产生的综合环境与投资影响(LCCI)较同等规模与工艺的地上式污水处理厂高出21%,全生命周期碳排放较地上式高出36.5%。即使地下厂地面部分留作绿地园林景观,所产生生态效益也无法抵消对环境产生的总的负面影响。

地下厂建设最大的好处可能是其地面及其周边产生的房地产经济效益。但是,不要忘了,钱的背后就是碳排、污染!目前我国万元GDP产生的碳排放约为1.1 t CO2/万元GDP,比世界平均值高出1倍!这就是说,房地产带动的经济房价越高,碳排放量就越多,只不过这个碳排量被分散到产生价值的各地。

总之,地下式污水处理厂既不环保,也不低碳。不到万不得已,切勿盲目兴建。


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