CN114705237B - 一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 - Google Patents
一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114705237B CN114705237B CN202210257234.9A CN202210257234A CN114705237B CN 114705237 B CN114705237 B CN 114705237B CN 202210257234 A CN202210257234 A CN 202210257234A CN 114705237 B CN114705237 B CN 114705237B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- greenhouse gas
- sewage treatment
- gas emission
- treatment system
- working condition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 title claims abstract description 147
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 80
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 7
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0037—NOx
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/80—Management or planning
- Y02P90/84—Greenhouse gas [GHG] management systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法。S100、通过资料查阅进行污水处理系统的先期调研；S200、保证所述在线实时检测仪器测量的数据在量程内；S300、根据所述先期调研信息，通过在线实时检测仪器分别对反应池水面的温室气体排放通量和气体收集特定管路中温室气体排放浓度进行测量；S400、结合所述先期调研信息及污水处理系统的实际运行情况，得到包括反应池水面面积及气体收集特定管路中的风量的工程参数；S500、对比分析相同工况条件影响下的第一温室气体排放量及第二温室气体排放量；S600、在改变所述污水处理系统的工况条件的情况下，重复步骤S300至步骤S500的操作，得出所述污水处理系统的减污降碳的方案。
Description
技术领域
本发明涉及用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，属于污水处理与温室气体排放领域。
背景技术
城镇污水处理行业在近年来快速发展，污水处理量的增加以及污水处理高能耗密度的特征都使得该行业的温室气体排放不断攀升。城镇污水处理行业温室气体排放的核算及减排已成为节能减排领域关注的重点之一。2018年4月，我国生态环境部公开征求《城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算技术指南(试行)》的意见，标志着我国城镇污水处理厂的环境管理进入了减污减碳协同作用的新时期。2020年以来，国家“碳中和”“碳达峰”目标的提出，为污水处理厂温室气体排放的核算提供了崭新的发展契机。
从宏观定义上来看，污水处理系统的“碳中和”主要指的是通过降低能耗、增加产能、增加碳汇等方式，使得其碳减排量与碳排放量相互抵消。国家“双碳”目标的提出和IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第六次气候变化评估报告的公布，为以污水处理系统温室气体排放为主体的科学研究提供了鲜明的政策导向和崭新的发展契机。日前，研究主要集中在排放量的精确测量、排放情况的总体核算、排放特征的评估分析和相关因素的影响探究等领域的探索上。
污水处理系统作为全球温室气体排放占比2-5％的重要排放源头，作为减污降碳体系中的重要考量环节，作为城市人工水生态系统中的重要组成部分，在整个温室气体排放体系中具有巨大的降碳潜力和丰富的研究维度。对于污水处理系统温室气体的直接排放量，相比于使用IPCC提供的相关影响因子和计算公式进行推算，越来越多的环境工作者开始采用实地实验的方式进行排放情况的检测。然而，对于实地实验测量污水处理系统温室气体排放量的方法，目前还存在着诸多技术瓶颈与思维定势：①在样品的检测方法上：使用浮罩类相关收集装置采集并保存气体样品至实验室进行检测(多为气相色谱仪器)，采样过程与检测过程分离，即离线检测。操作过程繁琐，样品保存难度较大，造成较大范围的误差；②在排放量的核算思路上：局限于采集固定面积的水面释放的气体，检测得到其通量，等比例放大至整个水厂的水面，从而估算得到排放量的方法，不确定性较大，无法有效论证最后的结果数据所在区间的合理性。
而随着城市化进程的不断加快和人们对于美好生活的期望不断提升，进入新世纪以来，城市复合水生态系统日渐多样，污水处理系统的形式和状态也不断推陈出新。其中，地下式污水处理系统因其节约用地面积、能够充分利用地下空间、处理流程具有封闭性、厂内无异味、具有相当的城市美观效果、邻避效应小、气体集中统一排放等特征，表现出越来越符合未来城市的规划发展方向的倾向，已逐渐为国内各大城市规划所接受，并得到了不少典型的应用示范。
综上所述，结合地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法需要进一步的开发。
发明内容
本发明提供一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，所述方法包括以下步骤：
S100、通过资料查阅进行污水处理系统的先期调研，所述污水处理系统包括气体收集特定管路及多个反应池，所述气体收集特定管路包括新风口、多条支路管道及总体排放；
S200、在既定状态下多个所述反应池水面的温室气体排放通量及所述管路内的温室气体排放浓度，通过在线实时检测仪器对温室气体排放通量及温室气体排放浓度进行预实验测量，以保证所述实时检测仪器测量的数据在量程内；
S300、根据所述先期调研信息，沿水流方向，在同一时段，通过在线实时检测仪器分别对反应池水面的温室气体排放通量进行测量，再通过在线实时检测仪器对气体收集特定管路的新风口、多条支路管道及总体排放口，进行温室气体排放浓度的测量；
S400、结合所述先期调研信息及污水处理系统的实际运行情况，得到反应池水面面积及气体收集特定管路中的风量的工程参数，
其中，所述反应池水面面积结合温室气体排放通量，核算得到第一温室气体排放量，
并且其中，所述气体收集特定管路中的风量结合特定管路中温室气体排放浓度，核算得到第二温室气体排放量；
S500、对比分析相同影响因素作用水平下的第一温室气体排放量及第二温室气体排放量，探究第一温室气体排放量及第二温室气体排放量出现差异的原因；
S600、改变所述污水处理系统的工况条件，重复步骤S300至步骤S500的操作，探究在所述污水处理系统的不同工况条件的影响下，第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化情况，然后得出所述污水处理系统的减污降碳方案。
进一步，所述步骤S300包括：对所述反应池进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据。
进一步，所述方法还包括以下步骤：S700、结合所述水质指标数据，对应第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化做出解释。
进一步，所述步骤S100包括：所述先期调研信息至少包括处理工艺信息、水流路径信息、服务人口信息、占地面积信息、进水处信息及各个反应池处水质指标变化范围信息。
进一步，所述步骤S300包括：S310、在同一个所述反应池水面中，采用多位点的方式进行温室气体排放通量测量，在具有所述污水处理系统信息的图纸上标记要检测的位点；
S320、打开对应反应池的预设开口，放置水平浮板在反应池水面，通过在线实时检测仪器在所述检测的点位进行测量，每一次采样并在线检测分析的周期为120s，使所述在线实时检测仪器得出周期内的平均温室气体排放通量，然后每个所述检测的点位至少采样3次；
S330、对所述检测的位点进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据；
S340、沿水流方向，在不同的所述反应池中重复步骤S320至步骤S330的操作；
所述步骤S400包括：S410、对初步得到的温室气体排放通量进行有效性筛选、准确性分析及归一性整合，计算得到污水处理系统第m种工况条件影响下的第一温室气体排放量；
所述步骤S600包括：S610、改变污水处理系统第m+1种工况条件的情况下，重复步骤S320至步骤S340、步骤S410及步骤S610的操作。
进一步，所述步骤S410包括：通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的所述第一温室气体排放量：
W1n＝ΣEfnn×Snn
其中，Efnn是污水处理系统第n种工况条件影响下的第n个反应池的温室气体排放通量，Snn是污水处理系统在所述工况条件下第n个反应池的水面面积，W1n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第一温室气体排放量。
进一步，所述步骤S300包括：S310＇、将在线实时检测仪器的采样管伸入气体收集特定管路中，待所述在线实时检测仪器测量数据稳定后得到温室气体排放浓度，验证根据多个支路管道中温室气体排放浓度和风量计算得到的温室气体总排放量，与根据总体排放口处的温室气体浓度和风量计算得到的温室气体总排放量是否一致，若一致，则后续直接在新风口和污水处理系统的总排放口处通过所述在线实时检测仪器测量温室气体排放浓度，无需再进行支路管道的测量；
所述步骤S400包括：S410＇、计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的第二温室气体排放量；
所述步骤S600包括：S610、改变污水处理系统第n+1种工况条件的情况下，重复步骤S310＇及步骤S410＇的操作。
进一步，所述步骤S410＇包括：通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的所述第二温室气体排放量：
W2n＝ΔCn×Qn
其中，ΔCnn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口与新风口温室气体排放浓度的差值，Qnn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口处的风量，W2n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第二温室气体排放量。
进一步，所述新风口的测量气体收集特定管路中温室气体浓度的背景值。
本发明的有益效果如下。
上述用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，是一种以在线实时检测仪器为基础的在线检测方法，能够在进一步保证数据准确性的前提下，增强实验的便捷性，并结合地下式污水处理厂中的污水处理系统结构特征，从多个维度进行相互佐证，从而提升实地检测实验的有效性，为补充和完善全球温室气体排放数据库做出更准确具体的贡献。
附图说明
图1是根据本发明的方法的总体流程图。
图2是根据本发明实施例中的地下式污水处理系统的具体工艺流程图。
图3是根据本发明实施例中的经过调研后最终进行在线实时检测的点位示意图。
图4是根据本发明实施例中的温室气体排放浓度测量结果图表。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
参照图1至图4，在一些实施例中，本发明公开了一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，
该方法介绍的测算方法对应的实施例，对华南地区某一地下式污水处理系统进行实地检测实验，污水处理系统主要由预处理、生物处理、深度处理三个工段组成。参照图2所示，预处理部分主要包括粗细格栅及曝气沉砂池；生物处理部分包括AAO(即厌氧池、缺氧池及好氧池)、AO(后端缺氧池及后端好氧池)及二沉池；深度处理部分包括高效沉淀池及反硝化生物滤池；污泥处理处理部分包括污泥池、压滤机、低温热泵干化设备及储泥料仓。该污水处理系统的气体排放特定管路中的总体排放口，即为图2中的气体排放塔。
继续参照图2，除位于后端的高效沉淀池和反硝化生物滤池外，该污水处理系统的全部工艺处理段均位于地下，处于封闭状态。
图2的曝气沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、后端缺氧池、后端好氧池、二沉池、高效沉淀池及反硝化生物滤池中的一个或多个属于本发明测算方法进行测量的反应池。每个反应池设有少量小面积可开口的盖板以供日常维修和水样的常规检测。该系统所排放的气体经过生物除臭系统后，统一收集汇总至总体排放口处进行排放。气体收集特定管路还设置有四条支路管道，分别对应于预处理部分、生物处理部分的厌氧与缺氧池、生物处理部分的好氧池、污泥处理处理部分，最后一并汇总到气体总排放口处排出。
本发明的用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，根据图2实施例的水厂地下式污水处理系统的实际情况，对部分反应池(好氧池、厌氧池及缺氧池)的温室气体排放通量及气体收集特定管路的温室气体排放浓度进行实时检测并记录数据，按照本发明所述方法进行计算。
所述方法包括以下步骤：
S100、通过资料查阅进行污水处理系统的先期调研，所述污水处理系统包括气体收集特定管路及多个反应池，所述气体收集特定管路包括新风口、多条支路管道及总体排放口；
S200、在既定状态下多个所述反应池水面的温室气体排放通量及所述管路内的温室气体排放浓度，通过在线实时检测仪器对温室气体排放通量及温室气体排放浓度进行预实验测量，以保证所述在线实时检测仪器测量的数据在量程内；
S300、根据所述先期调研信息，沿水流方向，在同一时段，通过在线实时检测仪器分别对反应池水面的温室气体排放通量进行测量，再通过在线实时检测仪器对气体收集特定管路的新风口、多条支路管道及总体排放口，进行温室气体排放浓度的测量；
S400、结合所述先期调研信息及污水处理系统的实际运行情况，得到反应池水面面积及气体收集特定管路中的风量的工程参数，
其中，所述反应池水面面积结合温室气体排放通量，核算得到第一温室气体排放量，
并且其中，所述气体收集特定管路中的风量结合特定管路中温室气体排放浓度，核算得到第二温室气体排放量；
S500、对比分析相同的影响因素作用水平下的第一温室气体排放量及第二温室气体排放量，探究第一温室气体排放量及第二温室气体排放量出现差异的原因；
S600、在改变所述污水处理系统工况条件的情况下，重复步骤S300至步骤S500的操作，探究在所述污水处理系统不同工况条件的影响下，第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化情况，然后得出所述污水处理系统的减污降碳的方案。
上述用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，以在线实时检测仪器为基础的在线检测方法，能够在进一步保证数据准确性的前提下，增强实验的便捷性，并结合地下式污水处理厂中的污水处理系统结构特征，从多个维度进行相互佐证，从而提升实地检测实验的有效性，为补充和完善全球温室气体排放数据库做出更准确具体的贡献。
具体地，所述步骤S300包括：对所述反应池进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据。
S700、结合所述水质指标数据，对应第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化做出解释。
具体地，所述步骤S100包括：所述先期调研信息至少包括处理工艺信息、水流路径信息、服务人口信息、占地面积信息、进水处信息及各个反应池处水质指标变化范围信息。
以下的步骤S300至步骤S600按照测量反应池水面的温室气体排放通量及测量气体收集特定管路中的温室气体排放浓度两个维度为框架体系，具体实施路径如下：
维度一：测量反应池水面的温室气体排放通量
所述步骤S300包括：
S310、在同一个所述反应池水面中，采用多位点的方式进行温室气体排放通量测量，在具有所述污水处理系统信息的图纸上标记要检测的位点。具体地，根据工程图纸示意和该地下式的污水处理系统实际(水面标高、水流湍流程度、开口设置情况等)，实地调研针对于特定区域的每个反应池的在线实时检测仪器的可操作性。图3中的黑点为检测的点位。
S320、打开对应反应池的预设开口，放置水平浮板在反应池水面，通过在线实时检测仪器在所述检测的点位进行测量，每一次采样并在线检测分析的周期为120s，使所述在线实时检测仪器得出周期内的平均温室气体排放通量，然后每个所述检测的点位至少采样3次，其中，图3中的黑点为检测的点位；
S330、对所述检测的位点进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据；
S340、沿水流方向，在不同的所述反应池中重复步骤S320至步骤S330的操作；
所述步骤S400包括：
S410、对初步得到的温室气体排放通量进行有效性筛选、准确性分析及归一性整合，计算得到污水处理系统第m种工况条件影响下的第一温室气体排放量；
通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的第一温室气体排放量：
W1n＝ΣEfnn×Snn
其中，Efnn是污水处理系统第n种工况条件影响下的第n个反应池的温室气体排放通量(mmolm-2s-1)，Snn是污水处理系统的所述工况条件下第n个反应池水面面积(m2)，W1n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第一温室气体排放量(gh-1)。
所述步骤S600包括：
S610、改变污水处理系统第m+1种工况条件的情况下，重复步骤S320至步骤S340、步骤S410及步骤S610的操作。
维度二：测量气体收集特定管路中的温室气体排放浓度
所述步骤S300包括：
S310＇、具体地，参照图2实施例的情况，结合该地下式污水处理系统实际的情况(封闭式运行，气体经过生物除臭系统后，经由四条支路管道汇总到总排放口处排出)。譬如图2的实施例有新风口、四条支路管道和一个总体排放口。将在线实时检测仪器的采样管伸入气体收集特定管路中，待所述在线实时检测仪器测量数据稳定后得到温室气体排放浓度，该处的温室气体排放浓度的单位为ppm(ppb)。验证根据多个支路管道中温室气体排放浓度和风量计算得到的温室气体总排放量与根据总体排放口处的温室气体浓度和风量计算得到的温室气体总排放量是否一致，若一致，则后续直接在新风口和污水处理系统的总排放口处通过所述在线实时检测仪器测量温室气体排放浓度，无需再进行支路管道的测量。
所述步骤S400包括：
S410＇、计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的第二温室气体排放量；
通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的所述第二温室气体排放量：
W2n＝ΔCn×Qn
其中，ΔCnn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口与新风口温室气体排放浓度的差值(ppm)，Qnn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口处的风量(m3h-1)，W2n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第二温室气体排放量(gh-1)。
所述步骤S600包括：
S610、改变污水处理系统第n+1种工况条件的情况下，重复步骤S310＇及步骤S410＇的操作。
在上述实施例的测量中，通过实时检测仪器检测了多个反应池中CO2、N2O两种温室气体的排放通量，参照图4两种气体的测量值范围图表。由于实际水面标高限制，未能检测到预处理部分的污泥浓缩池、生化处理部分的二沉池及污泥处理部分的污泥池的实际通量排放情况，故在排放总量核算时对上述三个反应池，使用已有的反应池的排放通量的数据范围进行了合理赋值。
参照图4的图表，对应步骤S500、对比分析相同的工况条件影响下的第一温室气体排放量及第二温室气体排放量，探究第一温室气体排放量及第二温室气体排放量出现差异的原因。可以通过以下过程进行探究：对比在正常进水、未改变任何工况条件下的两个维度温室气体排放量数值的计算情况，可以看出，对于同一温室气体来说，本方法中两个维度的检测结果均在同一数量级，但维度一的核算结果总是小于维度二。这可以得到很好的解释：(1)由于该地下式污水处理系统的反应池的实际开口设置情况较少，纵然采用了尽可能多的多点采样，最后平均化得到的单一反应池通量结果可能仍无法很好地代表该池的整体情况：(2)由于深度原因和水面标高限制，部分反应池的通量未能使用该在线实时检测仪器检测，只能进行合理估算，不可避免地会引入一些误差。本次实施例的结果也从侧面说明了在针对于地下式污水处理系统的温室气体排放情况进行研究时，相对于测量反应池水面的温室气体排放通量(即维度一)，测量气体收集特定管路中的温室气体排放浓度的方法(即维度二)会更加准确。
综上所述，本发明有效克服了现有技术体系和测算思路中较为显著的弊端，具有较高的科研实验和产业应用价值。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (9)
1.一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100、通过资料查阅进行污水处理系统的先期调研，所述污水处理系统包括气体收集特定管路及多个反应池，所述气体收集特定管路包括新风口、多条支路管道及总体排放口；
S200、在既定状态下多个所述反应池水面的温室气体排放通量及所述管路内的温室气体排放浓度，通过在线实时检测仪器对温室气体排放通量及温室气体排放浓度进行预实验测量，以保证所述在线实时检测仪器测量的数据在量程内；
S300、根据所述先期调研信息，沿水流方向，在同一时段，通过在线实时检测仪器分别对反应池水面的温室气体排放通量进行测量，再通过在线实时检测仪器对气体收集特定管路的新风口、多条支路管道及总体排放口，进行温室气体排放浓度的测量；
S400、结合所述先期调研信息及污水处理系统的实际运行情况信息，得到反应池水面面积及气体收集特定管路中的风量的工程参数，
其中，所述反应池水面面积结合温室气体排放通量，核算得到第一温室气体排放量，
并且其中，所述气体收集特定管路中的风量结合特定管路中温室气体排放浓度，核算得到第二温室气体排放量；
S500、对比分析相同影响因素作用水平下的第一温室气体排放量及第二温室气体排放量，探究第一温室气体排放量及第二温室气体排放量出现差异的原因；
S600、改变所述污水处理系统的工况条件，重复步骤S300至步骤S500的操作，探究在所述污水处理系统不同工况条件的影响下，第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化情况，然后得出所述污水处理系统的减污降碳方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S300包括：
对所述反应池进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
S700、结合所述水质指标数据，对应第一温室气体排放量及第二温室气体排放量的变化做出解释。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S100包括：
所述先期调研信息至少包括处理工艺信息、水流路径信息、服务人口信息、占地面积信息、进水处信息及各个反应池处水质指标变化范围信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述步骤S300包括：
S310、在同一个所述反应池水面中，采用多位点的方式进行温室气体排放通量测量，在具有所述污水处理系统信息的图纸上标记要检测的位点；
S320、打开对应反应池的预设开口，放置水平浮板在反应池水面，通过在线实时检测仪器在所述检测的点位进行测量，每一次采样并在线检测分析的周期为120s，使所述在线实时检测仪器得出周期内的平均温室气体排放通量，然后每个所述检测的点位至少采样3次；
S330、对所述检测的位点进行水样取样，按照国家标准保存所述水样，然后对所述水样进行检测，得到水质指标数据；
S340、沿水流方向，在不同的所述反应池中重复步骤S320至步骤S330的操作；
所述步骤S400包括：
S410、对初步得到的温室气体排放通量进行有效性筛选、准确性分析及归一性整合，计算得到污水处理系统第m种工况条件影响下的第一温室气体排放量；
所述步骤S600包括：
S610、改变污水处理系统第m+1种工况条件的情况下，重复步骤S320至步骤S340、步骤S410及步骤S610的操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤S410包括：
通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的所述第一温室气体排放量：
W1n＝ΣEfnn×Snn
其中，Efnn是污水处理系统第n种工况条件影响下的第n个反应池的温室气体排放通量，Snn是污水处理系统在所述工况条件下第n个反应池的水面面积，W1n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第一温室气体排放量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述步骤S300包括：
S310＇、将在线实时检测仪器的采样管伸入气体收集特定管路中，待所述在线实时检测仪器测量数据稳定后得到温室气体排放浓度，验证根据多个支路管道中温室气体排放浓度和风量计算得到的温室气体总排放量，与根据总体排放口处的温室气体浓度和风量计算得到的温室气体总排放量是否一致，若一致，则后续直接在新风口和污水处理系统的总排放口处通过所述在线实时检测仪器测量温室气体排放浓度，无需再进行支路管道的测量，
所述步骤S400包括：
S410＇、计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的第二温室气体排放量；
所述步骤S600包括：
S610、改变污水处理系统第n+1种工况条件的情况下，重复步骤S310＇及步骤S410＇的操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述步骤S410＇包括：
通过下式计算得到污水处理系统第n种工况条件影响下的第二温室气体排放量：
W2n＝ΔCn×Qn
其中，ΔCn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口与新风口温室气体排放浓度的差值，Qn是污水处理系统第n种工况条件影响下总体排放口处的风量，W2n是污水处理系统第n种工况条件影响下计算得到的第二温室气体排放量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述新风口的测量气体排放管路中温室气体浓度的背景值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210257234.9A CN114705237B (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210257234.9A CN114705237B (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114705237A CN114705237A (zh) | 2022-07-05 |
| CN114705237B true CN114705237B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=82168136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210257234.9A Active CN114705237B (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114705237B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116990453B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-05-28 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水处理系统温室气体释放监测方法及其系统 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442002A1 (de) * | 1994-12-05 | 1996-06-20 | Peter M Prof Dr Kunz | Verfahren und Einrichtung zur quasikontinuierlichen online-Bestimmung der verfügbaren organischen Kohlenstoff-Verbindungen in biologischen Abwasserreinigungsanlagen |
| JP2010231457A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Metawater Co Ltd | 温室効果ガス排出量予測システムおよび方法 |
| CN102507273A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-20 | 北京林业大学 | 用于污水处理不曝气单元释放温室气体采集装置和方法 |
| CN102765822A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-07 | 上海应用技术学院 | 一种污水处理用的二氧化碳收集器 |
| CN104236954A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-24 | 北京工业大学 | 污水处理厂处理单元水面n2o的收集装置和采样方法 |
| CN108182344A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-19 | 西安理工大学 | 一种污水处理厂碳排放量化计算方法 |
| CN112034125A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-04 | 上海应用技术大学 | 一种测定污水池挥发性有机物排放量的方法 |
| CN212159766U (zh) * | 2019-12-26 | 2020-12-15 | 中国林业科学研究院林业新技术研究所 | 一种可自由移动的水面碳排放测定装置 |
| CN113281480A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-20 | 吴迅海 | 污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法 |
| CN114037583A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种污水处理厂尾水湿地碳排放计算方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120290205A1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | Abengoa Bioenergia Nuevas Technologias, S.A. | System and method for measuring ghg emissions in bioproduct production processes |
-
2022
- 2022-03-16 CN CN202210257234.9A patent/CN114705237B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442002A1 (de) * | 1994-12-05 | 1996-06-20 | Peter M Prof Dr Kunz | Verfahren und Einrichtung zur quasikontinuierlichen online-Bestimmung der verfügbaren organischen Kohlenstoff-Verbindungen in biologischen Abwasserreinigungsanlagen |
| JP2010231457A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Metawater Co Ltd | 温室効果ガス排出量予測システムおよび方法 |
| CN102507273A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-20 | 北京林业大学 | 用于污水处理不曝气单元释放温室气体采集装置和方法 |
| CN102765822A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-07 | 上海应用技术学院 | 一种污水处理用的二氧化碳收集器 |
| CN104236954A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-24 | 北京工业大学 | 污水处理厂处理单元水面n2o的收集装置和采样方法 |
| CN108182344A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-19 | 西安理工大学 | 一种污水处理厂碳排放量化计算方法 |
| CN212159766U (zh) * | 2019-12-26 | 2020-12-15 | 中国林业科学研究院林业新技术研究所 | 一种可自由移动的水面碳排放测定装置 |
| CN112034125A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-04 | 上海应用技术大学 | 一种测定污水池挥发性有机物排放量的方法 |
| CN113281480A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-20 | 吴迅海 | 污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法 |
| CN114037583A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种污水处理厂尾水湿地碳排放计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 在城市污水处理过程中甲烷的排放;陈也奔;《国外环境科学技术》;19941231(第04期);第17-24页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114705237A (zh) | 2022-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111368401A (zh) | 污染源的溯源方法、装置和存储介质 | |
| CN114705237B (zh) | 一种用于地下式污水处理系统的温室气体排放测算方法 | |
| CN103093092A (zh) | 河流突发性cod污染的事故源定位方法 | |
| CN113670879B (zh) | 基于多变量和pmf模型对黑臭水体底泥重金属源的分析方法 | |
| CN110765213A (zh) | 一种地表水流域污染源排放清单（动态清单）的编制方法 | |
| CN112950044A (zh) | 一种沉积物重金属的生态风险评价方法 | |
| CN114993774A (zh) | 一种用于污水处理厂的温室气体监测方法 | |
| Gruber et al. | Quantification of pollution loads from CSOs into surface water bodies by means of online techniques | |
| CN114580167A (zh) | 一种实时监测与cssi技术解析泥沙来源氮磷入河负荷的方法 | |
| CN113704932A (zh) | 一种基于稳定同位素的城镇污水管网外水混入定量评估方法 | |
| CN114252463A (zh) | 一种城市大气颗粒物来源解析方法 | |
| CN107665288A (zh) | 一种化学需氧量的水质软测量预测方法 | |
| CN116559148A (zh) | 土壤污染物溯源方法 | |
| CN116858817A (zh) | 一种基于荧光光谱的工业废水混接点位诊断方法 | |
| CN104569340A (zh) | 地下环境质量测定方法及装置 | |
| Yang et al. | Simple method to quantify extraneous water and organic matter degradation in sewer networks | |
| CN205384218U (zh) | 受控堆肥条件下高分子材料释放的二氧化碳采集分析装置 | |
| Finotti et al. | Development of a monitoring network of water resources in urban areas as a support for municipal environmental management | |
| CN111161802A (zh) | 一种利用微生物生物标记的湖泊水体污染来源解析方法 | |
| CN114877796B (zh) | 一种基于氧化还原电位的淤泥厚度快速确定方法 | |
| CN111118128A (zh) | 一种利用微生物群落图谱解析河流水体污染来源的方法 | |
| CN113567188B (zh) | 多源污泥布点采样方法 | |
| CN115906687B (zh) | 一种工业生活取水退水的河流环境影响的定量分析和评估方法 | |
| Zhao et al. | Development of water basin pollution emission inventory: a preliminary literature review and Its implication for China | |
| CN112259174B (zh) | 基于多元统计与同位素的混合区地下水氮污染源识别方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |