不同污泥處理與處置工藝的碳排放分析
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對我國現(xiàn)行的主流污泥處理與處置技術(shù)路線：生物干化/土地利用工藝和熱干化/焚燒工藝的碳排放進(jìn)行了計(jì)算和收支分析。結(jié)果表明，生物干化工藝的CO2直接排放量和碳足跡量均較低，而熱干化/焚燒工藝的CO2排放量和碳足跡量分別為生物干化的5.33和4.94倍。將干化污泥用作草坪基質(zhì)具有一定的碳減排和碳匯增加功能，CO2減排量和吸收量分別達(dá)到68.7和648 kg/t。從碳凈排放量看，熱干化/焚燒工藝表現(xiàn)為高碳排放特征(372.9 kg/t)，而生物干化/土地利用工藝具有碳減排效應(yīng)(-643.6 kg/t)，符合當(dāng)前的政策背景與產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向。
筆者對現(xiàn)階段我國污泥行業(yè)普遍采用的生物干化/土地利用與熱干化/焚燒兩種工藝路線的碳排放情況進(jìn)行比較分析，以期為全面了解我國各種污泥處理與處置途徑的碳排放情況提供參考。
(1)生物干化和熱干化的碳足跡統(tǒng)計(jì)
污泥生物干化處理過程中直接產(chǎn)生并排放的CO2量僅為42.6kg/t，此部分主要為中性CO2，源于光合固定的已排放態(tài)CO2，對碳排放總量影響不大。污泥熱干化直接產(chǎn)生并排放的CO2量較大，為生物干化的5.33倍。在碳足跡消耗項(xiàng)上，生物干化工藝為29.5 kg/t，而熱干化/焚燒工藝由于需外加熱源，燃料消耗量較高，所以其污泥的碳足跡量達(dá)到了145.7kg/t，為生物干化的4.94倍。
(2)土地利用的碳足跡、碳減排與碳匯增加量
污泥經(jīng)生物干化后，達(dá)到高溫滅菌和腐殖化效果，可作為有機(jī)肥或基質(zhì)進(jìn)行土地利用，每噸污泥的油耗相應(yīng)增加至0.3kg，折算后CO2排放量為0.95kg/t。干化污泥可替代草坪用化肥75%的養(yǎng)分供應(yīng)量，污泥養(yǎng)分含量和化肥養(yǎng)分含量分別按5%和35%計(jì)，則每噸濕污泥可減少2.14 kg的化肥投入量。由干化污泥作為基質(zhì)替代化肥施用，則每噸濕污泥引起的CO2減排量為68.7 kg。人工草坪是一種優(yōu)質(zhì)的碳匯系統(tǒng)，其CO2吸收速率約為360kg/(hm2˙d)，每噸污泥基質(zhì)增加的CO2吸收量為648 kg。
(3)污泥焚燒灰渣填埋處置的碳足跡
污泥經(jīng)熱干化/焚燒處理后，灰渣體積約為處理前污泥的10%，則每噸污泥焚燒灰渣填埋處置折算的CO2排放量為0.15kg。
結(jié)論：生物干化污泥作為基質(zhì)或肥料在農(nóng)田、林地、草坪綠化等領(lǐng)域進(jìn)行土地利用，具有較大的碳足跡減排空間，主要源于污泥可替代化肥施用;同時(shí)，干化污泥開展土地利用還具有較強(qiáng)的碳匯增加功能，兩項(xiàng)合計(jì)可大幅抵消處理過程造成的CO2排放量，其凈排放量甚至為負(fù)值(-643.6 kg/t)。這說明，污泥經(jīng)過生物干化處理后回用于土地的處置路線，對CO2總量的貢獻(xiàn)是減排而非凈排放。而熱干化/焚燒工藝的CO2凈排放量為372.9 kg/t。因此，從碳減排角度分析，生物干化/土地利用是符合政策背景導(dǎo)向和行業(yè)發(fā)展趨勢的污泥處理與處置的有效途徑之一。
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