說(shuō)完荷蘭污水處理廠(chǎng)的碳中和轉型案例，我想介紹另一個(gè)歐洲國家的污水碳中和近況。

　　它就是丹麥。

　　在小編看來(lái)，丹麥人似乎做的比荷蘭人還要好。

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　　2009年哥本哈根市政府通過(guò)了《哥本哈根氣候計劃書(shū)》，定立了兩步走的目標：到2015年，CO2排放量要同比2011年減排20%，并在2025年實(shí)現碳中和。

　　2019年11月，丹麥政府與13個(gè)商界代表簽訂了“氣候伙伴關(guān)系”( Danish climate partnership)，基本涵蓋了丹麥所有行業(yè)的溫室氣體排放量。氣候伙伴關(guān)系的成員需要提供各自領(lǐng)域的減排建議，以幫助丹麥政府實(shí)現其2030的承諾——即2030年丹麥的溫室氣體排放量比1990年代減少70％。廢棄物、水和循環(huán)經(jīng)濟是其中的代表成員之一。

　　數據顯示，2017年丹麥的水務(wù)部門(mén)的CO2排放當量為218000噸。他們的計劃是通過(guò)一系列措施，在2030年實(shí)現碳盈余。

　　這個(gè)計劃包括了減少直接排放和間接排放。直接排放方面主要是減少N2O和甲烷的排放、提高工藝過(guò)程的能效，以及提高生物沼氣的產(chǎn)量。改善間接排放的措施主要指提高出水余熱的利用率和植樹(shù)造林等。

　　丹麥各地污水廠(chǎng)如何相應的呢？我們來(lái)看看其三大水務(wù)公司近年的進(jìn)展成果。

　　丹麥書(shū)寫(xiě)碳中和童話(huà)

　　2019年，在A(yíng)arhus水務(wù)的倡議下，一名叫丹麥水產(chǎn)業(yè)集群(Danish Water Cluster)的組織誕生了。他們聲稱(chēng)這是個(gè)匯聚丹麥先進(jìn)水技術(shù)的組織，向全球出口他們的創(chuàng )水新方案。但在小編看來(lái)，這個(gè)組織更重要的一個(gè)作用是促進(jìn)了成員之間的良性競爭——丹麥三大水務(wù)公司都紛紛打造了自己的能量回收污水廠(chǎng)示范工程。

　　Aarhus水務(wù)

　　Aarhus是丹麥的第二大城市，而Marselisborg是當地最大的污水廠(chǎng)。2016年國際能源署(IEA)發(fā)布完《世界能源展望2016》后，該污水廠(chǎng)名聲大噪，原因是它宣布無(wú)需協(xié)同消化，僅用污水自身蘊含的能量就實(shí)現了能量盈余。

　　為了這一天，Aarhus水務(wù)準備了十年：2006年他們決定將當地14座污水處理廠(chǎng)合并縮減為4座，并最終減為兩座，即Marselisborg污水廠(chǎng)和十幾公里外的Egaa污水廠(chǎng)。

　　Marselisborg污水廠(chǎng)平均處理量為27500m3/天。經(jīng)過(guò)多年優(yōu)化，2014年污水廠(chǎng)在沒(méi)有添加外來(lái)有機廢物的情況下，已經(jīng)能夠通過(guò)沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)的電能滿(mǎn)足廠(chǎng)區能耗，甚至還有約40%的電力盈余。2015年這個(gè)數值還升至50%。也就是說(shuō)，Aarhus水務(wù)的水廠(chǎng)已經(jīng)實(shí)現真正意義上的能量中和。

　　顯然，單靠傳統的厭氧消化是不可能實(shí)現能量盈余的，我們來(lái)看看他們全方位的優(yōu)化工作：

　　污水廠(chǎng)先是花了40萬(wàn)歐元裝上SCADA系統(數據采集與監視控制系統)，對氨氮、磷濃度進(jìn)行監控，并對鼓風(fēng)機、提升泵、攪拌設備和脫水泵安裝變頻器控制，大大降低了電耗，靈活適應每日變化的進(jìn)水負荷。

　　污泥處理方面，污水廠(chǎng)于2014年引進(jìn)了側流厭氧氨氧化工藝，投資費用約40萬(wàn)歐。據Aarhus水務(wù)的總工程師Per Overgaard Pedersen介紹，因為這套系統能使污水廠(chǎng)的出水總氮減少2mg/L，因此每年能節省約8萬(wàn)歐的污水稅。此外，本身就很節能的厭氧氨氧化工藝也為污水廠(chǎng)每年節省50000kWh的電耗。此后，新購的污泥脫水離心機能效更高，為廠(chǎng)區每年節省50000kWh的電耗，污泥經(jīng)處理后可作肥料農用。

　　除了節流，Aarhus水務(wù)也懂開(kāi)源：為了提高沼氣發(fā)電，他們花了170萬(wàn)歐，新購了兩臺250kW和一臺355kW的熱電聯(lián)產(chǎn)電機。

　　經(jīng)過(guò)這一系列優(yōu)化措施，污水廠(chǎng)的年電耗共節省約100萬(wàn)kWh (1GWh)，在2005-2016年間，污水廠(chǎng)電耗從4.2GWh降至3.15GWh，減幅達四分之一，噸水的能耗降至0.25kWh/m3。

　　另一方面，2016年該污水廠(chǎng)的總產(chǎn)電量達4.8GWh，這意味著(zhù)廠(chǎng)區的發(fā)電量比電耗多出53%，這些多余的電能會(huì )賣(mài)給國家電網(wǎng)，此外還有多大2.5GW的多余的熱能直接用于地區供熱。

　　整個(gè)項目花了他們約300萬(wàn)歐的錢(qián)，其中90%還得從自己腰包出，市政府只資助了10%。但Aarhus水務(wù)的總工Pedersen先生給我們算了筆賬，說(shuō)這投資不用5年就能回本了：因為余熱和余電一年能賣(mài)32.6萬(wàn)歐，節能投資每年能同比省20.6萬(wàn)，排污稅每年又能省8萬(wàn)，這么一算，和改造前相比，一年確實(shí)能省下60多萬(wàn)歐。而最讓Aarhus水務(wù)公司自豪的是，這個(gè)升級項目最終的受惠者是當地市民，因為水務(wù)公司運營(yíng)成本降了 ，意味著(zhù)水價(jià)也可以下調了！

　　Marselisborg污水廠(chǎng)能耗改善措施一覽

　　1 SCADA在線(xiàn)控制曝氣、氨氮、硝態(tài)氮和磷，對硝化/反硝化工藝的控制

　　2 用渦輪壓縮機取代高真空渦輪鼓風(fēng)機提高曝氣效率

　　3 使用能效更好的污泥脫水離心機(AlfaLaval G3)

　　4 新購沼氣燃機熱電聯(lián)產(chǎn)((CHP))

　　5 污泥線(xiàn)引入anammox工藝，主流線(xiàn)也以進(jìn)行厭氧氨氧化工藝測試

　　更令小編驚嘆的是，Aarhus水務(wù)的野心還不止于此：他們已經(jīng)給Marselisborg污水廠(chǎng)起了一個(gè)新的名字，叫Aarhus Rewater，并考慮重建新廠(chǎng)的可能性。另一邊Egaa污水廠(chǎng)也計劃實(shí)現能量盈余，他們在那里測試碳捕捉、主流厭氧氨氧化、ORC廢氣能量回收等工藝，調研在未來(lái)污水廠(chǎng)用上這些技術(shù)的可行性。

　　VCS水務(wù)

　　奧登塞(Odense)是丹麥第三大城市，也是著(zhù)名童話(huà)作家安徒生的出身地。該城最大的Ejby M?lle污水廠(chǎng)也有些童話(huà)色彩——早在2013年它就聲稱(chēng)實(shí)現能量100%自給。2018年，他們甚至宣布：污水廠(chǎng)的能耗盈余率高達88%！他們是怎么做到的？

　　Ejby M?lle污水廠(chǎng)由當地的水務(wù)公司VCS負責運營(yíng)。像Marselisborg污水廠(chǎng)那樣，基于厭氧消化的熱電聯(lián)產(chǎn)當然是其基礎，但他們成功的秘密都在于細節，例如他們使用了延時(shí)消化的方法(Torpey工藝)，將出泥固液分離后再回流到消化池，以此減少消化池中的水量，進(jìn)而提高生物質(zhì)濃度，SRT延長(cháng)約10%，提高消化池高性能。

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編輯：王媛媛