溫室氣體｜面對笑氣(N2O)污水處理廠(chǎng)卻笑不起來(lái)

導言：荷蘭工程公司Royal HaskoningDHV最近發(fā)布了一份新白皮書(shū)，闡述了對污水處理過(guò)程產(chǎn)生的氧化亞氮(N2O)的研究結果。

01 面臨額外負荷

雖然許多人認為實(shí)現2030年“凈零”排放目標的關(guān)鍵是CO2排放，但水務(wù)公司最大挑戰之一實(shí)際上可能是其它污染物，如，氧化亞氮/一氧化二氮(N2O)和甲烷(CH4)。

在溫室效應方面，N2O的作用是CO2的265倍，它在民間被為笑氣，但這似乎并不可笑，氧化亞氮是污水處理廠(chǎng)(WWTPs)處理過(guò)程中產(chǎn)生的重要額外污染物之一。

皇家哈斯康寧公司(Royal HaskoningDHV)發(fā)布了一份新白皮書(shū)，題為，“減少污水處理廠(chǎng)N2O排放”，并深入探討了這一問(wèn)題。

高氨氮進(jìn)水負荷通常與來(lái)自污水處理廠(chǎng)高水平N2O排放有關(guān)。

實(shí)際案例顯示，在荷蘭Soest污水處理廠(chǎng)，額外25%進(jìn)水氨氮負荷引起了硝酸氮(NO3-)濃度升高(1 mg N/L)。當沒(méi)有額外氨氮負荷時(shí)，NO3-濃度可下降至0。

該白皮書(shū)指出：“對N2O研究表明，一個(gè)好的控制策略可以有效減少N2O排放。”這包括預過(guò)程控制(APC)，通過(guò)一種“整體方法”提供策略，其中，包括人工智能及其領(lǐng)域的其它技術(shù)。

該公司表示：“對未來(lái)預測是找到最佳工藝的關(guān)鍵，而不是對已經(jīng)發(fā)生的事情作出反應。如果你知道未來(lái)將會(huì )發(fā)生什么，你就可以適應，以達到最佳狀態(tài)。”

02 溫室氣體排放

白皮書(shū)提到一個(gè)值得借鑒的來(lái)源是英國水業(yè)研究(UKWIR)關(guān)于“量化和減少廢物與水處理過(guò)程直接溫室氣體排放”的報告。

這項工作的目的是幫助提高對處理過(guò)程排放范圍1的理解和計算。

此處，范圍1指的是“處理過(guò)程的直接碳排放”，包括來(lái)自污水和污泥處理的N2O和CH4。范圍2指的是能源消耗中的間接碳排放。最后，范圍3排放是指公司影響之外的“上下游碳”效應，或在公司影響之內，但這并不重要。

03 預過(guò)程控制作用

荷蘭公用事業(yè)水務(wù)局Vallei和Veluwe與皇家哈斯康寧公司間有一個(gè)試點(diǎn)項目，在Soest污水處理廠(chǎng)對該公司Aquasuite PURE系統進(jìn)行了試點(diǎn)測試。

通過(guò)預過(guò)程控制系列調控，N2O濃度可以減少1/3。

試點(diǎn)工作從評估兩個(gè)條件相同的系列調控開(kāi)始。這包括為每個(gè)系列安裝傳感器，實(shí)時(shí)監控N2O濃度。同時(shí)，還進(jìn)行了對比研究，比較使用Aquasuite高級過(guò)程控制應用程序與本地PLC-SCADA控制之間的差異。

從傳感器收集到的信息顯示，在進(jìn)水污染負荷較高時(shí)期(高負荷時(shí)期)，通過(guò)對預過(guò)程控制系列調控，N2O的濃度可以減少1/3。

皇家哈斯康寧公司表示，有了這些初步結果，不僅在Soest污水處理廠(chǎng)，而且在荷蘭其它幾個(gè)污水處理廠(chǎng)的試驗研究也將繼續。