“現行污水處理工藝的碳排放量大。污水處理過程的碳排放包括來自于二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等溫室氣體的直接排放和在生產過程中所需能耗、物料產生的間接碳排放。”

趙吉調研發現，我國市政污水處理普遍采用以活性污泥法為核心的生物處理工藝，該工藝面臨能耗高、剩余污泥產量大、資源回收率低、溫室氣體排放量大等問題。另外，我國目前僅有不到5%數量的城市污水處理廠采用污泥厭氧消化系統，污泥中蘊含的有機能挖掘潛力巨大。

“污水處理消耗的電能主要發生在鼓風曝氣、水泵、攪拌電機、污泥脫水等設備，傳統活性污泥法每處理一噸污水平均電耗約為0.3千瓦時，由此產生的間接碳排放占排放總量的40%左右。目前，污水處理廠的能源供給仍以電廠供電為主，風電光伏等綠色清潔能源占比極低。”趙吉調研還發現，“現有碳排放核算方式不準確。污水處理廠碳排放核算方式尚不完善，很難對污水處理過程的碳排放量與排放強度進行評價，各污水處理廠之間不能進行有效的比較與經驗借鑒，難以充分反映具體措施下減污降碳的協同效應，碳排放數據的考核和驅動作用尚未充分發揮。”

“要大力推進污水處理低碳新工藝。”趙吉建議，“采用以厭氧為主的工藝進行碳源改向產甲烷或脂肪酸、液體燃料等高價值化學品，充分利用污水中所蘊含的有機化學能，提高再生水回用率，實現能源回收最大化。因市政污水進水有機物濃度偏低，可通過碳補集濃縮耦合膜生物反應器實現碳源高效濃縮。通過反滲透與吸附法的耦合，去除營養鹽和其他離子，實現中水回用。探索采用基于短程反硝化及厭氧氨氧化原理的低耗低碳排放工藝，實現污染物去除、資源能源回收、低碳脫氮協同。”

“要規范污水處理碳排放測算標準。”趙吉建議，依據新近出臺的《污水處理廠低碳運行評價技術規范》，開展城鎮污水處理和資源化利用碳排放測算，優化污水處理設施能耗和碳排放管理。

“按照國際經驗及國內已有成功改造案例，通過采用高效機電設備、加強負載管理和建立需求響應機制等路徑，可實現20%～50%的減排潛力。將污泥厭氧消化比例提高到55%，可實現15%～25%的能源自給，間接減少二氧化碳排放。”趙吉根據調研結果建議，污水處理采用短程硝化反硝化技術可節約25%左右的需氧量和40%左右的碳源，不需額外投加碳源，不再產生CO_2間接碳排放，成為名副其實的“能源工廠”。