一种污水处理项目碳排放监测及核算系统技术方案

本发明专利技术属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，本系统包括监测模块、核算模块以及对比分析模块，监测模块主要包括有组织排放管道、生化池无组织排放面源、厌氧池无组织排放面源、缺氧池无组织排放面源、二沉池无组织排放面源、沉砂池无组织排放面源、贮泥池无组织排放面源、污泥浓缩池无组织排放面源的监测；核算模块包括CH4排放量核算和N2O排放量核算；对比分析模块将监测模块和核算模块得到的温室气体排放总量进行对比，分析两者的总排放量的差异，并通过差异分析对监测模块和核算模块统计方式中的部分参数进行调整。本发明专利技术将监测值和核算值进行对比，从监测和核算两方面同时完善污水处理项目的碳排放量统计数据。项目的碳排放量统计数据。项目的碳排放量统计数据。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理项目碳排放监测及核算系统


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种污水处理项目碳排放监测及核算系统。

技术介绍

[0002]双碳目标时间紧、任务重，各行各业都在抓紧进行系统性的革命，加强对碳排放工作的部署和安排，制定行业的减碳目标和路径。基于此，精准核算企业的碳排放量是企业有针对性的采取减碳措施的重要依据。
[0003]目前，污水处理项目的碳排放主要是采用联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)和清洁发展机制(CDM)的相关方法学进行计算，方法学中很多相关计算数据采用的是经验参数，由于不同地区、不同环境、不同生活方式等多种因素影响，实际参数与国际经验数据有一定的差距，这就造成了该方法学的计算结果与实际情况有较大的偏差。同时，由于之前对碳监测相关研究较少、监测设备与方法不健全等多种因素，目前污水处理厂尚无明确的碳排放监测方法，因此实际排放量与核算排放量的偏差尚不明确。
[0004]摸清企业内碳排放现状是企业积极探索减污降碳路径，研发相关技术的前提，因此，做好污水处理厂碳监测与碳核算数据的统计、对比分析至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，该系统包括污水处理项目实际碳排放量的监测统计以及根据实际污水处理项目中的数据进行碳排放量核算，并将监测值和核算值进行对比，从监测和核算两方面同时完善污水处理项目的碳排放量统计数据。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，包括监测模块、核算模块以及对比分析模块，其中：
[0007]监测模块主要包括有组织排放管道监测、生化池无组织排放面源监测、厌氧池无组织排放面源监测、缺氧池无组织排放面源监测、二沉池无组织排放面源监测、沉砂池无组织排放面源监测、贮泥池无组织排放面源监测、污泥浓缩池无组织排放面源监测；
[0008]有组织排放管道监测采用在线监测法进行；
[0009]生化池无组织排放面源监测采用气袋法进行；
[0010]厌氧池无组织排放面源监测、缺氧池无组织排放面源监测、二沉池无组织排放面源监测、沉砂池无组织排放面源监测、贮泥池无组织排放面源监测、污泥浓缩池无组织排放面源监测采用静态浮箱法进行；
[0011]核算模块包括CH4排放量核算和N2O排放量核算；
[0012]CH4排放量核算需要输入的参数包括污水进水BOD的量、污水出水BOD的量、外加碳源所含BOD的量、随污泥清除BOD的量、最大的CH4产生能力、甲烷修正因子、甲烷回收量、甲烷的全球升温潜能值；
[0013]N2O排放量核算需要输入的参数包括人口、每人每月消耗蛋白质的量、蛋白质消耗因子、蛋白质中氮含量、来自家用产品的氮、废水中的非消耗蛋白质因子、共同排放到下水道系统的工业和商业废水中的蛋白质因子、排放废水的N2O排放的排放因子、N2O的全球升温潜能值；
[0014]对比分析模块包括污水处理项目各单元温室气体排放量与种类分析、监测过程各因素对监测结果的影响分析、监测设备的选择对监测结果的影响分析、核算参数的选择对核算结果的影响分析；
[0015]对比分析模块将监测模块和核算模块两部分得到的温室气体排放总量进行对比，分析两种统计方式总排放量的差异，并通过差异分析对监测模块和核算模块统计方式中的部分参数进行调整。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，在线监测法是通过检测管道中的气体浓度、流速、温度以及压力计算管道的碳排放通量，再与运行时间及管道面积共同计算得出运行周期内的碳排放量，计算公式如下：
[0017][0018]式中，Q为管道的碳排放通量，单位是kg/(m2·
s)；C为管道的气体浓度单位是kg/m3；为管道的标准状态温度，单位是K；T1为管道的实际温度，单位是K；P1为管道的实际压力，单位是Pa；为管道的标准状态压力，单位是Pa；v为管道的气体流速，单位是m/s；
[0019][0020]式中，M为管道的碳排放量，单位是kg；S为管道截面积，单位是m2；t为时间，单位是s。
[0021]作为本专利技术的进一步优选，气袋法为在设定的单位时间、设定的单位面积水面内，排放出的温室气体经采样气袋装置采集至气袋完全充盈状态，根据气袋充盈后的气体体积、达到充盈状态所需的采样时长、测得的温室气体浓度，计算出单位时间单位面积水面的温室气体排放量，计算公式如下：
[0022][0023]式中，F
气袋
为气袋的排放通量，单位是kg/(m2·
s)；为气袋标准工况下目标气体成分的密度，单位是kg/m3；c目标气体成分的摩尔数百分比，无量纲，ppm；Q为气袋充盈体积，单位是m3；A1为采样气袋装置底面覆盖的水面面积，单位是m2；t2‑
t1为单位时间，单位是s；为气袋标准状况温度，单位是K；T2为气袋的温度，单位是K；P2为气袋的压力，单位是Pa；P
02
为气袋的标准状况压力，单位是Pa。
[0024]作为本专利技术的进一步优选，静态浮箱法是将密封箱体置于非曝气池面，随着气体由池体水面产生，密封箱体内目标气体浓度将不断升高；通过获得各时间点的目标气体浓度，计算得到单位时间目标气体浓度变化率，即气体释放速度；通过换算得到温室气体排放通量，计算公式如下：
[0025][0026]式中，F
箱体
为排放通量，单位是kg/(m2·
s)；ρ
02
为密封箱体标准工况下目标气体成分的密度，单位是kg/m3；V为密封箱体体积，单位是m3；A2为密封箱体底面覆盖的水面面积，单位是m2；T
03
为密封箱体标准状况温度，单位是K；T3为密封箱体的温度，单位是K；P3为密封箱体的压力，单位是Pa；P
03
为密封箱体的标准状况压力，单位是Pa；为密封箱体内目标气体浓度(摩尔数百分比)随时间的变化率，s
‑1；为通过采集若干的随时间变化下的样品及环境背景样品，检测这些样品内的目标气体浓度，通过数据拟合得到气体浓度随时间的变化率。
[0027]作为本专利技术的进一步优选，根据CH4排放量核算和N2O排放量核算的各参数，污水处理项目温室气体排放核算公式如下：
[0028][0029]式中，BOD
in
为污水进水BOD的量；BOD
eff
为污水出水BOD的量；BOD
C
为外加碳源所含BOD的量；BOD
sl
为随污泥清除BOD的量；B0为最大的CH4产生能力；MCF
j
为甲烷修正因子；R
CH4
为甲烷回收量；GWP
CH4
为甲烷的全球升温潜能值(tCO2e/tCH4)；P
人
为人口；N为每人每月消耗蛋白质的量；EF
N
为蛋白质消耗因子；F
N
为蛋白质中氮含量；E
N
为来自家用产品的氮；F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，其特征在于：包括监测模块、核算模块以及对比分析模块，其中：监测模块主要包括有组织排放管道监测、生化池无组织排放面源监测、厌氧池无组织排放面源监测、缺氧池无组织排放面源监测、二沉池无组织排放面源监测、沉砂池无组织排放面源监测、贮泥池无组织排放面源监测、污泥浓缩池无组织排放面源监测；有组织排放管道监测采用在线监测法进行；生化池无组织排放面源监测采用气袋法进行；厌氧池无组织排放面源监测、缺氧池无组织排放面源监测、二沉池无组织排放面源监测、沉砂池无组织排放面源监测、贮泥池无组织排放面源监测、污泥浓缩池无组织排放面源监测采用静态浮箱法进行；核算模块包括CH4排放量核算和N2O排放量核算；CH4排放量核算需要输入的参数包括污水进水BOD的量、污水出水BOD的量、外加碳源所含BOD的量、随污泥清除BOD的量、最大的CH4产生能力、甲烷修正因子、甲烷回收量、甲烷的全球升温潜能值；N2O排放量核算需要输入的参数包括人口、每人每月消耗蛋白质的量、蛋白质消耗因子、蛋白质中氮含量、来自家用产品的氮、废水中的非消耗蛋白质因子、共同排放到下水道系统的工业和商业废水中的蛋白质因子、排放废水的N2O排放的排放因子、N2O的全球升温潜能值；对比分析模块包括污水处理项目各单元温室气体排放量与种类分析、监测过程各因素对监测结果的影响分析、监测设备的选择对监测结果的影响分析、核算参数的选择对核算结果的影响分析；对比分析模块将监测模块和核算模块两部分得到的温室气体排放总量进行对比，分析两种统计方式总排放量的差异，并通过差异分析对监测模块和核算模块统计方式中的部分参数进行调整。2.根据权利要求1所述的一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，其特征在于：在线监测法是通过检测管道中的气体浓度、流速、温度以及压力计算管道的碳排放通量，再与运行时间及管道面积共同计算得出运行周期内的碳排放量，计算公式如下：式中，Q为管道的碳排放通量，单位是kg/(m2·
s)；C为管道的气体浓度单位是kg/m3；T
01
为管道的标准状态温度，单位是K；T1为管道的实际温度，单位是K；P1为管道的实际压力，单位是Pa；为管道的标准状态压力，单位是Pa；v为管道的气体流速，单位是m/s；M＝∫Q
·
Sdt
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(2)式中，M为管道的碳排放量，单位是kg；S为管道截面积，单位是m2；t为时间，单位是s。3.根据权利要求1所述的一种污水处理项目碳排放监测及核算系统，其特征在于：气袋法为在设定的单位时间、设定的单位面积水面内，排放出的温室气体经采样气袋装置采集至气袋完全充盈状态，根据气袋充盈后的气体体积、达到充盈状态所需的采样时长、测得的温室气体浓度，计算出单位时间单位面积水面的温室气体排放量，计算公式如下：
式中，F
气袋
为气袋的排放通量，单位是kg/(m2·
s)；为气袋标准工况下目标气体成分的密度，单位是kg/m3；c目标气...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓宇，肖诚斌，胡利华，王博，王乾，李小乐，王小柳，王天娇，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院南京有限公司光大环保技术研究院深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：