AAO工艺及其碳排放情况

AAO(anaerobic-anoxic-oxic)工艺即厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺，是在厌氧好氧脱氮工艺的基础上开发的一种可以同步达到脱氮除磷效果的活性污泥处理工艺[4]。目前，上海已投入运营的污水厂中，除了少部分使用SBR工艺改良变型后的UNITANK工艺以及以植物根系作为生物填料的FCR工艺，基本都使用以AAO工艺为基础的污水处理工艺。AAO工艺得到广泛运用的主要原因在于其工艺流程相对简单，不易出现污泥膨胀问题[5]，运行成本不高，且出水水质较好，可以有效去除污水中氮、磷等污染物，一定程度上解决了污水厂可能面临的二次污染问题。

污水处理过程中产生的碳排放主要以碳源和碳汇形式存在，对碳源和碳汇的分析来源于IPCC目前用于界定碳排放核算边界的主要界定方法。目前，国内外用于界定碳排放核算边界的方法最常用的有碳源和碳汇界定方法以及碳足迹界定方法。从理论上来说，碳源和碳汇的界定标准和范围较为清晰，其他界定方法具体到不同的领域会存在一定的不足。全面考虑碳源和碳汇，可以完整地反映一个行业或者领域的碳排放现状，也能够比较精确地找到碳排放的核算主体，有助于提高减排措施的针对性。碳源即处理过程中产生的直接碳排放和间接碳排放，而碳汇则是指处理过程中减少的碳排放，如沼气、热能回用等。直接排放主要以CO2、CH4和N2O等温室气体的形式存在，而间接排放则考虑在直接排放过程中能源生产设施、电力设施等运行所产生的能耗以及处理过程中药剂投加所制造的外加碳源。

AAO工艺从整个工艺流程上来看，气体产物主要包括好氧段曝气排放的CO2和好氧段、二沉池回流污泥进入缺氧厌氧段经过反硝化反应脱氮产生的N2O，这些均属于直接排放。间接排放则包括设备运行电耗和污水处理环节输送过程能耗以及药剂投加产生的外加补充碳源，如反硝化过程中由于碳源不足在缺氧池投加甲醇[6]、污水消毒处理投加氯等。其中，曝气系统是生物处理单元的主要能耗设备，其运行情况直接影响处理过程中溶解氧浓度与实际处理效果。与污泥处理处置不同，污水处理过程中基本没有碳汇产生。从质量守恒角度对AAO工艺的碳源和碳汇进行分析，将目前上海大型污水厂采用的AAO工艺用简易流程图表现，如图1所示。

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