污水处理过程实际就是碳排放的过程，污水处理行业的碳排放量约占全社会总排放量的1%，在环保产业中占比最大。

污水处理需要消耗大量燃料和药剂，间接排放大量温室气体，处理过程本身也会直接排放温室气体。污水处理过程中会排放二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。其中，二氧化碳主要来源于污水治理设施的能耗过程，而水污染物降解产生的二氧化碳则认定为生源性碳排放；甲烷主要来源于污水处理厌氧环节，包括管网、厌氧池、化粪池、污泥厌氧消化池等；氧化亚氮主要来源于污水处理过程的硝化反硝化阶段。

从能量转化的角度来说，传统污水处理模式本质是以能耗换水质。为了减少水污染，我们使用大量电能，间接产生大量二氧化碳排放，对全球生态环境造成负面影响。

污水处理过程中的碳排放同时，污水处理本身也是碳减排过程。未经处理的污水直排导致黑臭是个厌氧过程，会产生更多的碳排放。

目前，我国统计出的污水处理率虽然较高，但污水集中收集率普遍较低，许多城市不足50%，污水处理工作任务仍然艰巨。在污水处理过程中，通过提高污水处理综合能效、提高污水集中收集处理率、探索可持续新工艺等手段，实现低碳污水处理，就是污水处理行业对实现“双碳”目标的重要贡献。

那么，污水处理行业如何实现绿色低碳发展呢？对于中国污水处理厂的低碳运行有两个方面需要重视：一是基于全生命周期的碳排放量低，主要面向污水处理过程中所用的构筑物、产品或服务;另一种是终端消耗的碳排放量低，需要关注处理电耗、药耗以及运营过程中的节能减排。

污水处理机电设备主要包括水力输送、混合搅拌和鼓风曝气三大类。采用高效机电设备，新建设施直接采购高效设备，已有设施逐步更新成高效设备。采用高效电机通常可实现5-10%的效率提高。

第二，加强负载管理，满足工艺要求的前提下要使负载降至最低，同时，设备配置要与实际荷载相匹配，避免“大马拉小车”。

污水处理厂节能降耗关键点在升级改造曝气系统。曝气系统节能的核心是在保证出水达标的前提下，按需提供微生物所需的溶解氧，达到供需平衡，避免曝气能耗的浪费。

博奥环保的拳头产品——WISWATER®智慧水务管控系统的智能控氧模块，可通过算法模型、人工智能、模糊逻辑进行计算，实时对风机进行调控，让曝气量始终维持在最佳状态，实现达标排放前提下，尽可能降低风机能耗，避免资源浪费。

第三，建立需求响应机制，根据实际工况的需求及其变化，动态调整设备的运行状态。目前污水行业已经出现感应式调速和线性调速的水力输送和搅拌设备，此类设备可以有效优化水力输送和搅拌系统的整体运行情况，实现节能降耗。采用内置智能控制系统的水力输送设备和搅拌器，在特定工况条件下，与传统设备相比，甚至可以节省50%以上的能耗。

首先，通过开源实现能量自给，是从根本上解决绿色低碳发展问题。

据测算，污水中所含能量达污水处理本身所消耗能量的9-10倍之多。通过优化污水处理工艺，回收有机物能量，利用沼气热联发电，可实现碳中和。

在污泥处置领域，国内小红门、高碑店污泥处理中心成功运行，污泥产气率超出预期目标，除满足热水解能量平衡的需要外，还有余量。

这充分表明，污泥高级厌氧消化技术已经比较可靠、稳定，既为国内污泥处理探索出新思路，同时也为实现碳中和提供有力支撑。

污水处理工艺多样，但本质是通过生化反应来去除水中污染物。因此，在处理环节需要投加碳源和多种化学药剂。这些原材料在生产和运输过程中消耗能源，在投加过程中也消耗一定能源。

因此，优化投料环节，有助于节能降耗减少碳排放。

如何优化原料投入环节呢？目前，市场上主要有两种方式。

第一种，对加药系统进行配置升级，由常用的变频计量泵升级为数字泵，加药量有不同程度减少。

另外，也有企业深入研究碳源投加和除磷加药环节，对加药设备进行智能化精准化控制。有数据表明，相比传统模式，最高可减少9.66%的加药量。

第二种，运用AI技术对污水水量、水质等参数和加药系统运行数据等进行大数据分析，形成最优算法模型，从而实现加药系统精细化控制，也能有效降低药品消耗以及设备运行能耗。

WISWATER®智慧水务管控系统的智能加药（智能除磷、智能脱氮）模块可通过采集过程数据、水质数据，按相应工艺（除磷、絮凝、脱氮、消毒）的预置程序运算（前馈控制），输出数据至I/O模块转换成电信号，驱动计量泵，阀门，再与流量、水质反馈数据闭环（后馈控制），结合植入行业经验的模糊逻辑，自适应精准调节加药量。能有效降低药品消耗和设备运行能耗，实现节能减排、控制成本的目的。

据实际使用系统的污水处理厂数据显示，在处理水量增大的情况下，药耗、电耗仍在持续走低。

与同期相比，电单耗从0.716度/吨降低为0.554度/吨，降耗率为22.63%，有效降低电费5万余元，占全年总电费的11.3%；除磷剂单耗从0.043kg/m3降低为0.031kg/m3，降耗率为27.91%；碳源单耗从0.241kg/m3降低为0.192kg/m3，降耗率为20.33%。

基于有机污染物去除的可持续污水处理新工艺主要是厌氧处理技术，能耗低，且可回收能源。高浓度有机废水的厌氧技术已成熟，但城市污水有机物浓度低，厌氧处理存在投资大和占地大等障碍。目前，城镇污水厌氧处理方向研究的热点是厌氧膜生物反应器 AnMBR，与传统厌氧工艺相比，可大幅度减少占地，但技术成熟度离生产性应用尚存在差距。

低能耗、低碳源消耗的脱氮工艺主要包括基于短程反硝化原理的SHARON工艺和基于厌氧氨氧化的ANNAMOX/DEMON工艺。与传统的AAO工艺相比，SHARON可节约25%的能耗、40%的碳源消耗，而ANNAMOX工艺可节约60%的能耗、90%的碳源消耗。目前，SHARON和ANNAMOX在高浓度氨氮污水处理中已较成熟。ANNAMOX工艺在典型城镇污水处理上虽有进展，但离实际应用仍有差距。

未来革命性的可持续污水处理工艺方向是碳氮两段法：首先对污水中的有机物进行分离，分离出的污泥通过厌氧消化产生CH4，或对污水直接进行厌氧处理产能，分离后含有氨氮的污水通过主流厌氧氨氧化进行脱氮。根据理论估算，采用上述碳氮两段法，处理1人口当量的污染物将产生24瓦时能量，使污水处理厂真正成为“能源工厂”，且污泥产量仅为活性污泥法的四分之一。

博奥环保是一家智慧水务整体解决方案服务商，公司秉承以供排水工艺驱动IOT深度融合的理念，历经多年打造了行业领先的“WISWATER®智慧水务管控系统”，服务于多家大型水务集团，带来了良好的经济和社会效益，获得广泛好评。公司业务范围涉及：智慧水务软件系统、给排水智能设备、物联网数采设备、工业自动化控制系统、水工仪表、环保工程的设计/建设/运营，涵盖：污水厂、自来水厂、泵站、管网、水体监测/治理等给排水全业务场