1 适用范围 本指南规定了城镇污水处理厂主要污染物去除协同控制温室气体核算的主要内容、程序、方法及要求。 本指南适用于城镇污水处理厂采用物理、化学、生化方法处理城镇污水所产生的污染物去除量及温室气体减排量核算。 2 规范性引用文件
1 适用范围
本指南规定了城镇污水处理厂主要污染物去除协同控制温室气体核算的主要内容、程序、方法及要求。
本指南适用于城镇污水处理厂采用物理、化学、生化方法处理城镇污水所产生的污染物去除量及温室气体减排量核算。
2 规范性引用文件
本指南引用下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本(包括修改单)适用于本指南。
HJ 772 环境统计技术规范 污染源统计
CJ/T 221 城市污泥处理厂污泥检验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本指南。
3.1 城镇污水 municipal wastewater
指城镇居民生活污水,机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水,以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。
3.2 城镇污水处理厂 municipal wastewater treatment plant
指对进入城镇污水收集系统的污水进行净化处理的污水处理厂。按照国民经济行业分类划分属于工业行业且《国民经济行业分类》 (GB / T 4754-2017 0) 行业代码为 4620 的企业。
3.3 城镇污水处理厂污泥 sludge from municipal wastewater treatment plant
城镇污水处理厂在污水净化处理过程中产生的含水率不同的半固态或固态物质,不包括栅渣、浮渣和沉砂池砂砾。
3.4 实测法 measurement method
指通过现场测定得到的污染物产生或排放相关数据,进而核算污染物单位时间(核算期)产生量或排放量的方法。
3.5 产排污系数法 pol lutant producing and discharge coefficient method
指根据不同的原料、燃料、产品、工艺、规模和治理设施,选取相关行业产排污系数,结合核算期内产品产量直接计算确定污染物产生量和排放量的方法。
3.6 排放因子法 emission factor method
指依照温室气体排放清单列表,针对每一种排放源收集活动水平数据与排放因子,以活动水平数据和排放因子的乘积作为温室气体排放量估算值。
3.7 温室气体 greenhouse gases
指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。
3.8 全球增温潜势 global warming potential , GWP
指将单位质量的某种温室气体在给定时段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数。
4 核算边界
4.1 城镇污水处理厂
遵循属地管理原则,以企业法人或独立核算的当地城镇污水处理厂为边界。
4.2 污水处理技术
主要包括重力分离法、离心分离法、筛滤截留法和以热交换原理为基础的处理法等物理处理法,化学混凝法、化学混凝沉淀法、化学混凝气浮法、中和法、化学沉淀法和氧化还原法等化学处理法,好氧生物处理(氧化沟、序批式活性污泥法、曝气生物滤池、好氧生物膜法、生物接触氧化法等)、厌氧生物处理(厌氧活性污泥法、厌氧生物滤池、厌氧生物膜法、厌氧生物转盘等)、好氧﹣厌氧混合处理等生物处理法。
4.3 污染物种类
包括甲烷( CH 4 )、化学需氧量( COD )、总氮( TN )和污泥四种污染物。
4.4 温室气体种类
包括甲烷( CH 4 )、氧化亚氮( N 2 O )和二氧化碳( CO 2 )三种温室气体。
4.5 活动水平
城镇污水处理厂污染物去除与温室气体减排核算活动水平之间的对应关系见附录 A ,活动水平数据收集见附录 B 。主要包括以下两种情 ;
( 1 )污染物去除量作为核算温室气体减排量的活动水平,其中 CH 4 既是污染物又是温室气体:
( 2 ) 以城镇污水处理厂厂内污泥处理设施处理的污泥量作为核算温室气体减排量的活动水平。
5 工作流程
城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算分为确定核算边界、选择核算方法、收集活动水平数据并确定排放因子、质量控制、形成核算报告等步骤(图 1) 。
6 核算方法
6.1 污染物去除量核算
6.1.1 CH 4 回收量
W CH4 = R CH4 x 0.717 x 10 -3 (1)
式中: W CH4 — 城镇污水处理 CH 4 年回收量, t/a ;
R CH4 — 城镇污水处理厂城镇污水处理过程中年回收 CH 4 体积, m 3 /a ;
0.717 —标准状况( 1 个标准大气压和温度 0 ℃)下 CH 4 的密度, kg/ m 3 。
活动水平数据收集:根据计量器具获得城镇污水处理厂污水处理 CH 4 回收体积。
6.1.2 COD 和 TN 去除量
R j = Qx ( P in,j - P out,j ) x 10 -6 (2)
式中: R j 为第 j 种水污染物的年去除量, t/a ;
j 为水污染物 COD 和 TN ;
Q 为城镇污水处理厂污水年处理量, m 3 /a ;
P in,j 为入厂城镇污水中污染物 j 的年均浓度, g/m 3 ;
P out,j 为出厂城镇污水中污染物 j 的年均浓度, g/m 3 ;
活动水平数据收集: Q 可由城镇污水处理厂统计报表中获得, P in,j 和 P out,j 可由城镇污水处理厂监测的年平均数据获得。
6.1.3 污泥处理量
SR = SG - SE (3)
SG =W a xEF s x D x 10 -4 (4)
式中: SR — 厂区污泥干物质年处理量, t/a ;
SG — 城镇污水处理厂污泥干物质产生量, t/a ;
SE — 输送出城镇污水处理厂边界之外的污泥干物质量, t/a ;
W a —城镇污水处理厂城镇污水日处理量, m 3 /d ;
EF s —城镇污水处理厂日处理城镇污水产生污泥干物质量,t/(万 m 3 .d ) ;
D — 城镇污水处理厂年运行日数 , d/a 。
活动水平数据收集: SE 、 W a 和 D 由城镇污水处理厂采用实测法或基于统计报表中获得, EF s 通过实测获得或采用推荐值 1.0-2.0t/ (万 m 3 .d ) 。
6.2 温室气体排放量核算
6.2.1 回收甲烷( CH 4 )产生的温室气体减排量
E 1 = W CH4 XGWP CH4 ( 5 )
式中: E 1 —城镇污水处理过程中回收 CH 4 折算为二氧化碳当量的年减排量, tCO 2eq /a ;
W CH4 —城镇污水处理过程中作为污染物的 CH 4 年回收量, t CH 4 /a ;
GWP CH4 — CH 4 全球增温潜势值,取值为 21 。
活动水平数据收集: W CH4 依据公式( 1 )获得。
6.2.2 去除 COD 产生的温室气体排放量
E 2 =[( R COD - SG X Ps ). EF CH4 - W CH4 ] X GWP CH4 (6)
式中: E 2 —去除城镇污水中 COD 所产生的 CH 4 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
R COD —城镇污水处理 COD 年去除量, t COD/a ;
SG — 城镇污水处理厂污泥干物质年产生量, t/ a ;
Ps — 城镇污水处理厂污泥干物质中有机物质含量,取 t COD/t ;
W CH4 —城镇污水处理厂 CH 4 年回收量, t CH 4 /a ;
EF CH4 — CH 4 排放因子, t CH 4 /t COD ;
GWP CH4 — CH 4 全球增温潜势值,取值为 21 。
(1 )活动水平数据收集: R COD 依据公式( 2 )获得; SG 依据公式( 4 )获得; Ps 可采用实测法或基于污水处理厂统计报表获得: W CH4 依据公式( 1 )获得。
(2 )排放因子确定:排放因子计算见公式( 7) 。
EF CH4 = B o x MCF (7)
式中: EF CH4 — CH 4 排放因子, t CH 4 /t COD ;
MCF — CH 4 修正因子,完全厌氧处理取值为 1 ,完全好氧处理取值为 0 ;
B o —最大 CH 4 产生潜势,取值为 0.25t CH 4 /t COD 。
6.2.3 处理污泥产生的温室气体排放量
E 3 = SR X β s X DOC f X MCF x Fx C CH4/C X GWP CH4 (8)
式中: E 3 —城镇污水处理厂去除污泥产生的 CH 4 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
SR — 污水处理厂污泥干物质年去除量, t/a ;
β s —城镇污水处理厂污泥干物质中有机质含量,取 t C/ t ;
DOC f —污泥干物质中可降解有机碳比率,取值为 50% ;
MCF — CH 4 修正因子,完全厌氧取值为 1 ,完全好氧取值为 0 ;
F —可降解有机碳中可产生 CH 4 的碳的比例,取值为 50% ;
C CH4/C — CH 4 /C 分子量之比,为 16/12 。
活动水平数据收集: SR 依据公式( 3 )获得; β s 可采用实测法或基于污水处理厂统计报表获得。
6.2.4 去除 TN 产生的 N 2 O 排放量
E 4 =R TN XEF N2O XC N2O/2N XGWP N2O (9)
式中: E 4 —城镇污水处理厂年去除 TN 产生的 N 2 O 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
R TN —城镇污水处理厂 TN 年去除量, t N/a ;
EF N2O —污水中单位质量的氮能够转化为氧化亚氮的氮量,好氧段取值为 0 ,缺氧段取值为 0.005t N 2 O- N/t N ;
C N2O/2N — N 2 O/N 2 分子量之比, 44/28 ;
GWP N2O — N 2 O 全球增温潜势值,取值为 310 。
活动水平数据收集: R TN 由公式( 2 )获得。
6.2.5 城镇污水处理消耗电力产生的 CO 2 排放量
E 5 = EH xEF co2 xGWP co2 (10)
式中: E 5 —城镇污水处理厂污水处理设备运行年耗电力产生的 CO 2 排放当量, t CO 2eq /a ;
EH — 城镇污水处理厂污水处理设备运行年耗电量, MWh/a ;
EF co2 —电力 CO 2 排放因子, t CO 2 /MWh ;
GWP co2 — CO 2 全球增温潜势值,取值为 1 。
(1 )活动水平数据收集: EH 可根据核算期内污水处理电力购售结算凭证以及企业能源台账获得。
(2 )排放因子确定: EF co2 可采用实测法或使用排放因子推荐值(表 1 )。
6.3 污染物去除量和温室气体净减排总量
6.3.1 污染物去除总量
污染物去除总量应按照污染物分别汇总核算(附录 B 表 B -3) 。
6.3.2 温室气体净减排总量
基于城镇污水处理厂实际运行情况,温室气体净减排量核算可表示为:
E g = E 1 +E 2 + E 3 + E 4 + E 5 (11)
式中: E g —与城镇污水处理相关的温室气体排放总量(计算结果如 E g 为负值表示净减排,为正值表示净增排), t CO 2eq /a ;
E 1 —城镇污水处理回收的 CH 4 折算为二氧化碳当量的年减排量, t CO 2eq /a ;
E 2 —城镇污水处理去除 COD 产生的 CH 4 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
E 3 —城镇污水处理去除污泥产生的 CH 4 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
E 4 —城镇污水处理去除 TN 产生的 N 2 O 折算为二氧化碳当量的年排放量, t CO 2eq /a ;
E 5 —城镇污水处理消耗电力所产生的 CO 2 排放当量, t CO 2eq /a 。
6.4 不确定性
在获取活动水平数据和相关参数时可能存在不确定性。城镇污水处理厂应对活动水平数据和相关参数的不确定性以及降低不确定性的相关措施进行说明,不确定性量化方法参考附录 C 。
不确定性产生的原因通常包括以下几方面:
( 1 ) 缺乏完整性:由于排放机理尚未被完全掌握,无法涵盖所有的排放环节,且缺乏监测结果及其他相关数据的支持;
( 2 )数据缺失:在现有条件下无法获得或者难以获得相关数据,因而使用替代数据或其他估算、经验数据,这些数据必将带来计算结果较大的不确定性;
( 3 )测量误差:如测量仪器、仪器校准或测量标准不精确等。
城镇污水处理厂应对核算中使用的每项数据是否存在因上述原因导致的不确定性进行判断和说明,同时说明降低不确定性的措施。
7 质量控制和质量评价
7.1 质量控制
( 1 )制订核算方案、监测方案与计划。按本指南要求,应结合实际制订污染治理效果及其温室气体排放核算方案,确定关键填报指标。基于核算方法的不同,针对活动水平、排放因子数据收集制订相应监测方案与计划,明确监测方法。若采用产排污系数法,活动水平数据监测(如污水处理量、排放量污泥产生量和运行电力消耗量等)可采用结算凭证或存储量记录等方式 ; 若采用基于实测法,应对数据的获取方法、监测设备信息、监测数据结果及分析处理方法进行说明。
( 2 )开展核算人员业务培训。通过培训,使核算人员充分了解核算目的、熟悉核算程序、掌握核算方法和明确核算要求。
( 3 )数据核验。数据复查可采用纵向方法和横向方法。纵向方法即对不同年度的数据进行比较,包括年度排放数据的比较、生产活动变化的比较、污染治理设施变化的比较和工艺过程变化的比较等。
横向方法即对不同来源的数据进行比较,不同来源(如排放主体监测、行业方法和文献等)的相关参数间比较和不同核算方法间结果的比较等。
( 4 )测量仪器校准和调整。若采用基于实测的方法,应遵循标准方法进行监测,当仪器不满足监测要求时,应当及时采取必要的调整,对该测量仪器进行测试、控制、维护和更换,以确保数据准确可靠。
7.2 质量评价
(1) 核算方案、监测方案与计划应在参考相关标准规范的基础上执行并通过专家论证。
(2) 核算人员应经过业务培训并通过培训考核。
( 3 )对照核算方案、监测方案与计划,检查数据有效性、准确性和真实性,此三项评价指标均应达到 90 %及以上。
①有效性:评价指标为数据关键变量完整率。检查各项表格中是否存在关键指标漏填情况,鉴于城镇污水处理厂入厂污水理化特征和污染物排放种类可能会有所不同,因此允许部分指标为空值。
数据完整率=(数据库中关键变量完整的记录数/数据库总记录数) x100%
② 准确性:评价指标为数据正确率。检查各项表格是否符合填写要求,行政区、组织机构、行业代码、企业代码是否符合编码要求,审核数据材料中具有关联的指标间的衔接是否符合逻辑。数据存在非法值、逻辑错误、数据缺失三类错误中任一类即为数据错误。
数据正确率=(数据库中无三类错误记录数/数据总记录数) x100%
③真实性:评价指标为数据可溯源性。对核算所采用的活动水平数据,企业应准备不同的数据源文件,以满足数据交叉核验的需求。在同一报告期内,不同来源数据之间的差别应控制在 5 %以内,如:原料消耗量数据,可以用采购发票和原料领用单的数据进行核验 ; 电力消耗量数据,可以用核对电表进行核验。采用实测法获取产排污系数或排放因子的企业,其监测方法、监测频次及测量仪器校准和调整应与监测方案和计划保持一致。
数据可溯源率=(抽查的数据与数据核验一致的数量/抽查数据的数量) x100%
8 报告编制
核算工作完成后应编制核算报告,报告内容分为企业基本情况、核算边界、数据来源、核算结果、不确定性分析、质量控制与质量评价、真实性声明及附表八个部分,具体格式见附录 D 。