污水廠污泥處理項(xiàng)目溫室氣體減排量計(jì)算

河北工程大學(xué)畢業(yè)論文頁表3-18華北電網(wǎng)BM計(jì)算表格（MW）2007年裝機(jī)MW2008年裝機(jī)MW2009年裝機(jī)MW2007-2009新增裝機(jī)2MW2008-2009新增裝機(jī)1MW占新增裝機(jī)比重MWBCAEDF火電164,800=SUM(LEFT)179,040=SUM(left)196,60039,27021,42281.46%水電4,510=SUM(LEFT)5,260=SUM(left)6,3501,8491,0903.84%核電0=SUM(LEFT)0=SUM(left)0000.00%風(fēng)電及其他1,719.2=SUM(LEFT)3,370=SUM(left)8,8107,0915,44014.71%合計(jì)171,029.2=SUM(LEFT)187,660=SUM(left)211,76048,21027,952100%占2008年裝機(jī)百分比22.77%13.20%注1和注2：是考慮裝機(jī)容量、關(guān)停機(jī)組容量、抽水蓄能裝機(jī)容量后計(jì)算的新增裝機(jī)容量。EFBM,y=0.7889×81.46%=0.6426tCO2/MWh（六）計(jì)算組合排放因子CM根據(jù)“電網(wǎng)系統(tǒng)排放因子計(jì)算工具”，組合排放因子CM為電量邊際排放因子OM與容量邊際排放因子BM的加權(quán)平均：EFgrid,cm,y=ωOM×EFgrid,OM,y+ωBM×EFgrid,BM,y式中，權(quán)重ωOM和ωBM的默認(rèn)值為0.5，則排放因子為：EFgrid,cm,y=0.5×0.9803＋0.5×0.6426=0.8115tCO2e/MWh3.4減排量計(jì)算3.4.1.計(jì)算所應(yīng)用的基準(zhǔn)線和方法學(xué)計(jì)算采用情節(jié)發(fā)展機(jī)制CDM下的整合基準(zhǔn)線和檢測方法學(xué)AM0025：“通過可選擇的垃圾處理方法避免有機(jī)垃圾溫室氣體排放”。此外計(jì)算中也應(yīng)用了“電網(wǎng)排放因子計(jì)算工具”和“避免固體廢棄物處理廠垃圾處理甲烷排放計(jì)算工具”。3.4.2確定項(xiàng)目邊界和溫室氣體種類描述項(xiàng)目邊界是項(xiàng)目活動(dòng)地點(diǎn)即垃圾處理場所，其空間范圍包括垃圾處理設(shè)備、用電設(shè)備、消耗燃料設(shè)備、污水處理廠及填埋場，但不包括垃圾收集、分類及運(yùn)輸至項(xiàng)目地。項(xiàng)目邊界也應(yīng)該包括那些與華北電網(wǎng)相連的電廠。項(xiàng)目邊界包含的溫室氣體如表3-19所示：表3-19項(xiàng)目邊界內(nèi)包含的溫室氣體及其來源來源氣體包括/否證明合理性或解釋基準(zhǔn)線填埋場中廢料分解CH4是基準(zhǔn)線中的主要排放源N2O否N2O排放量與CH4排放量相比很小，這樣做是保守的。CO2否不考慮有機(jī)物分解產(chǎn)生的CO2。電力消費(fèi)CO2否項(xiàng)目不包含電力。CH4否項(xiàng)目不包含電力。N2O否項(xiàng)目不包含電力。產(chǎn)熱CO2否工程產(chǎn)生的熱能僅在項(xiàng)目現(xiàn)場，因此，此處沒有熱能產(chǎn)生。CH4否工程產(chǎn)生的熱能僅在項(xiàng)目現(xiàn)場，因此，此處沒有熱能產(chǎn)生。N2O否工程產(chǎn)生的熱能僅在項(xiàng)目現(xiàn)場，因此，此處沒有熱能產(chǎn)生。項(xiàng)目活動(dòng)除發(fā)電外，項(xiàng)目活動(dòng)現(xiàn)場其它化石燃料消耗CO2是可能是一個(gè)主要的排放源。來源于現(xiàn)場的車輛使用，機(jī)械/熱處理工藝所需的熱能。CH4否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。N2O否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。熱能CO2是如果工程包含熱能。CH4否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。N2O否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小?，F(xiàn)場用電CO2是包含工程所有用電。CH4否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。N2O否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。污泥處理過程N(yùn)2O否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。CO2是好氧堆肥過程排放的CO2。CH4否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。污水處理CO2否不計(jì)入有機(jī)垃圾分解產(chǎn)生的CO2。CH4是污水處理過程不應(yīng)該產(chǎn)生CH4排放，如好氧處理；否則，這些排放應(yīng)該計(jì)算入內(nèi)。N2O否為了簡化計(jì)算而排除，假設(shè)這個(gè)排放源非常小。3.4.3基準(zhǔn)線排放量（1）確定基準(zhǔn)線在沒有項(xiàng)目活動(dòng)的情景下，污水廠產(chǎn)生的污泥送至垃圾填埋場厭氧填埋。填埋產(chǎn)生的沼氣排空。（2）基準(zhǔn)線的計(jì)算BEy=(MBy-MDreg,y)*GWPCH4+EGy*CEFbaseline,elec,y+EGd,y*CEFd+HGy*CEFbaseline,therm,yBEy第y年的基準(zhǔn)線排放；MBy第y年沒有項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)垃圾填埋時(shí)甲烷產(chǎn)生量；MDreg,y第y年沒有項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)甲烷的損失量；GWPCH4甲烷的全球增溫潛勢，21；EGy沒有項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，項(xiàng)目地點(diǎn)的第y年消耗的總電量且沒有消耗項(xiàng)目活動(dòng)的任何設(shè)施；CEFbaseline,elec,y沒有項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，項(xiàng)目地點(diǎn)的電力消耗的碳減排因子；EGd,yy年項(xiàng)目活動(dòng)利用沼氣發(fā)電的電量；CEFdy年項(xiàng)目活動(dòng)代替的電力資源的碳減排因素；HGyy年沒有項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)熱力能源的消耗；CEFbaseline,therm,yy年熱力能源產(chǎn)生時(shí)排放的CO2強(qiáng)度。因?yàn)榛鶞?zhǔn)線情景沒有電力和熱力的消耗，所以第y年的基準(zhǔn)線排放可以如下公式計(jì)算：BEy=(MBy-MDreg,y)*GWPCH4然而，方法學(xué)AM0025聲明，如果項(xiàng)目允許的話，可以按固體廢棄物的基準(zhǔn)線計(jì)算工具來來計(jì)算污泥的基準(zhǔn)線排放，由此公式可變?yōu)椋?3.8)式中：BEy第y年基準(zhǔn)線情景下，固體廢棄物在填埋場填埋處理所導(dǎo)致的甲烷排放量(tCO2e)；Φ模型不確定性的校正因子(0.9)；GWPCH4甲烷的全球增溫潛勢，21；OX氧化因子（固體廢棄物填埋場產(chǎn)生的一部分甲烷會在覆蓋垃圾的土壤或其它材料中被氧化）；F垃圾填埋氣中的甲烷體積含量(0.5)；DOCf可降解的有機(jī)碳含量；MCF甲烷校正因子；DOCj污泥成分中可降解的有機(jī)碳的質(zhì)量含量；kj垃圾成分j的降解速率；x計(jì)入期內(nèi)的年份；y要計(jì)算的產(chǎn)生甲烷排放的年份；Wj,x第x年避免填埋的垃圾成分j的量，t。式中參數(shù)為：表3-20計(jì)算參數(shù)表φfFDOCfMCFOXKjDOCf0.900.50.5100.1850.55因此第一年基準(zhǔn)線排放量為：BEy=0.9*1*21*0.9*16/12*0.5*0.5*90000*0.55*0.2*e-0.185*(7-1)*(1-e-0.185)=3144(tCO2e)以此類推得：表3-21基準(zhǔn)線排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年平均基準(zhǔn)線排放量BEy(tCO2e)3144378445535478695179309543=average(LEFT)59123.4.4項(xiàng)目排放量(3.9)式中：PEyy年項(xiàng)目排放量(tCO2e)；PEelec,yy年項(xiàng)目活動(dòng)現(xiàn)場電力消耗相當(dāng)?shù)呐欧帕?tCO2e)；PEfuel,on-site,yy年項(xiàng)目活動(dòng)現(xiàn)場化石燃料消耗產(chǎn)生的排放量(tCO2e)；PEc,yy年項(xiàng)目堆肥過程產(chǎn)生的排放量(tCO2e)；PEa,yy年污泥厭氧過程處理產(chǎn)生的排放量(tCO2e)；這個(gè)項(xiàng)目不包括厭氧處理過程，所以PEa,y=0；PEg,yy年污泥汽化過程產(chǎn)生的排放量(tCO2e)；本項(xiàng)目不包括汽化過程，所以PEg,y=0。所以PEy的計(jì)算變?yōu)镻Ey=PEelec,y+PEc,y(3.10)。（1）電力消耗所產(chǎn)生的排放量(PEelec,y)項(xiàng)目活動(dòng)消耗的電來自華北電網(wǎng)，考慮到電生產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的溫室氣體。由此有，PEelec,y=MWhe,y*CEFelec(3.11)MWhe,y是來自電網(wǎng)的總消耗電量，電表計(jì)量（MWh）。CEFelec指項(xiàng)目活動(dòng)中電力消耗產(chǎn)生的碳排放(tCO2/MWh)。該項(xiàng)目主要是曝氣耗電，有羅茨鼓風(fēng)機(jī)12臺，配套電機(jī)功率為45kw，假設(shè)一年工作300天，一天工作24小時(shí)，算得一年的耗電量為MWhe,y=45*24*12*300=3888MWh。由華北電網(wǎng)的組合排放因子CM=0.8115(tCO2e)得：PEelec,y=3888*0.8115=3155(tCO2e)（2）污泥堆肥過程產(chǎn)生的排放量(tCO2e)(PEc,y)PEc,y=PEc,N2O,y+PEc,CH4,y（3.12）PEc,N2O,yy年當(dāng)中項(xiàng)目的堆肥過程產(chǎn)生的N2O排放當(dāng)量(tCO2e)；PEc,CH4,yy年當(dāng)中項(xiàng)目的堆肥過程中厭氧條件下產(chǎn)生的甲烷排放當(dāng)量(tCO2e)。N2O的排放量（PEc,N2O,y）PEc,N2O,y是y年當(dāng)中項(xiàng)目的堆肥過程產(chǎn)生的N2O排放當(dāng)量(tCO2e)。PEc,N2O,y=Mcompost,y*EFc,N2O*GWPN2O(3.13)Mcompost,yy年當(dāng)中堆肥的總量(tonnes/a)；EFc,N2Oy年當(dāng)中項(xiàng)目的堆肥工藝的N2O排放當(dāng)量因子(tCO2e)；GWPN2ON2O的全球增溫潛勢，310。由項(xiàng)目知每天處理污泥300t/d，所以一年處理量為300*300=90000t。所以PEc,N2O,y=90000*0.000043*310=1199(tCO2e)。②CH4的排放量（PEc,CH4,y）PEc,CH4,y=MBcompost,y*GWPCH4*Sa,y(3.14)MBcompost,yy年中無項(xiàng)目堆肥活動(dòng)情況下垃圾填埋場產(chǎn)生的甲烷量。根據(jù)公式MDreg,y=MBy*AF垃圾填埋廠所有和堆肥活動(dòng)有關(guān)的項(xiàng)目活動(dòng)（堆肥、氣化、厭氧消化、RDF/穩(wěn)定生物質(zhì)、焚燒）的垃圾轉(zhuǎn)換率乘以MBy估算而來。其中BEy=MBcompost,y*GWPCH4；GWPCH4CH4的全球增溫潛勢，21；Sa,y厭氧過程中污泥降解的量，2%。MBcompost,y=BEy/GWPCH4表3-22堆肥時(shí)每年甲烷排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年平均PEc,CH4,y(tCO2e)637691110139159191=average(LEFT)118表3-23堆肥時(shí)每年項(xiàng)目排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年P(guān)Ec,y1263127512911309133913581391項(xiàng)目排放量，PEy(tCO2e)44184430444644644494451345463.4.5泄露項(xiàng)目活動(dòng)用堆肥過程來處理污泥，所以每年的泄露量可以按如下公式計(jì)算：Ly=Lt,y+Lr,y式中：Ly每年的泄露量(tCO2e)；Lt,y每年運(yùn)輸過程產(chǎn)生的泄漏量(tCO2e)；Lr,y每年剩余污泥厭氧所產(chǎn)生的泄露量，該項(xiàng)目不包括厭氧消化過程所以Lt,y=0。所以得出：(3.15)式中：NOvehicles,y每年車輛運(yùn)輸產(chǎn)生的NO排放量；KMi,yy年車輛i遠(yuǎn)程運(yùn)輸?shù)钠骄欧帕?；VFfuel車輛i每年行走一千米消耗的車用燃油；CVfuel燃料的熱值；Dfuel油的密度，如果需要的話；EFfuel油的排放因子。堆肥過程的發(fā)生在項(xiàng)目地點(diǎn)產(chǎn)生，處理設(shè)施沒有附加的收集場所的運(yùn)輸過程，項(xiàng)目離最近的堆肥場所的距離不超過0.1KM，沒有任何的運(yùn)輸工具，所以項(xiàng)目的泄漏量為：Ly=Lt,y=0。3.4.6項(xiàng)目減排量計(jì)算項(xiàng)目減排量可以用以下公式計(jì)算：ERy=BEy-PEy-LyERyy年的減排量(tCO2e)；BEyy年基準(zhǔn)線排放量(tCO2e)；PEyy年的項(xiàng)目排放量(tCO2e);Lyy年泄漏量。表3-24減排量統(tǒng)計(jì)年份基準(zhǔn)線排放量估算（tCO2e）項(xiàng)目活動(dòng)排放量估算（tCO2e）泄露估算（tCO2e）減排量估算（tCO2e）第一年314444180-1274第二年378444300-646第三年455344460107第四年5478446401014第五年6951449402457第六年7930451303417第七年9543454604997總減排量（tCO2e）10072年平均減排量（tCO2e）1439注：因?yàn)閰捬醵逊实奶厥鈼l件，前兩年基準(zhǔn)線排放量較小，而項(xiàng)目活動(dòng)排放的量是一定的，所以前兩年減排量為負(fù)值。4結(jié)論邯鄲市西污水處理廠污泥處理項(xiàng)目，采用好氧堆肥工藝處理污水廠產(chǎn)生的污泥。污泥的好氧堆肥的工藝與在填埋廠直接處理污泥的方法相比，更能減少甲烷氣體的排放，從而達(dá)到碳減排的目標(biāo)，遏制全球氣候變暖的趨勢。項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理規(guī)模為每年90,000噸，預(yù)計(jì)每年產(chǎn)生堆肥21,000噸。進(jìn)泥含水率為80%，出泥含水率為45%。該項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)行，避免了污水廠產(chǎn)生的污泥在垃圾填埋場厭氧填埋產(chǎn)生的甲烷排放。應(yīng)用清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）方法學(xué)AM0025“通過可選擇的垃圾處理方法避免有機(jī)垃圾溫室氣體排放”對該項(xiàng)目產(chǎn)生的溫室氣體減排量進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)論如下：華北區(qū)域電網(wǎng)組合排放因子為0.8115tCO2e/MWh；基準(zhǔn)線排放量逐年遞增，平均年排放量為5912tCO2e；項(xiàng)目排放量年平均為118tCO2e；項(xiàng)目年平均產(chǎn)生的溫室氣體減排量為1439tCO2e下面簡單介紹一下計(jì)算過程：項(xiàng)目活動(dòng)所在地點(diǎn)為中國邯鄲，屬于電網(wǎng)區(qū)域的華北區(qū)域，所以應(yīng)用華北區(qū)域的數(shù)據(jù)計(jì)算電量邊際排放因子OM、容量邊際排放因子BM，所以加權(quán)平均算出組合排放因子CM為0.8115tCO2e/MWh。項(xiàng)目減排量的計(jì)算可以按公式：項(xiàng)目減排量=基準(zhǔn)線排放量-項(xiàng)目排放量-泄露算出。因此，項(xiàng)目的基準(zhǔn)線情景為在沒有項(xiàng)目活動(dòng)的情景下，污水廠產(chǎn)生的污泥送至垃圾填埋場厭氧填埋，填埋產(chǎn)生的沼氣排空，由此可得到甲烷的基準(zhǔn)線排放量，由計(jì)算可得基準(zhǔn)線排放量是逐年遞增的。項(xiàng)目排放量是每年的電力消耗和堆肥時(shí)產(chǎn)生的CH4和N2O的排放量，由此得出項(xiàng)目排放量也是逐年遞增的，泄漏量為0。從而可以得出項(xiàng)目的減排量。因?yàn)閰捬醵逊实奶厥鈼l件，前兩年基準(zhǔn)線排放量較小，而項(xiàng)目活動(dòng)排放的量是一定的，所以前兩年減排量為負(fù)值，項(xiàng)目從第三年開始減排。通過計(jì)算結(jié)果預(yù)估，在該項(xiàng)目建成后，能夠有效的達(dá)到改造后節(jié)能減排的要求，合理的處理了污泥，既減少了溫室氣體的排放，又能利用堆肥后的堆肥產(chǎn)品，是清潔發(fā)展機(jī)制的良好范例。致謝首先，非常感謝楊衛(wèi)華老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)論文完成階段給我的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。在此謹(jǐn)向楊老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。還要感謝初金鳳學(xué)姐，正在攻讀碩士研究生的她，在百忙之中抽出時(shí)間幫助我搜集文獻(xiàn)資料，幫助通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《污水廠污泥處理項(xiàng)目溫室氣體減排量計(jì)算》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的。在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師楊衛(wèi)華寫