全康環(huán)保:一般認為，二氧化碳（CO₂）對溫室效應的貢獻率最高。但對污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，甲烷（CH₄）和氧化亞氮（N₂O）這兩種高溫室效應（分別為CO₂的25倍和近300倍）的氣體則不容忽視，它們的釋放往往使污水處理在實(shí)現“能量中和”時(shí)并不能形成“碳中和”。此外，污水在向污水處理廠(chǎng)傳輸過(guò)程中還會(huì )在化糞池或管道中因厭氧而產(chǎn)生CH₄，除了會(huì )逸散大氣成為隱形碳源，再就是CH₄聚積后遇明火而頻頻發(fā)生爆炸事故。

1 化糞池及其功能

化糞池是在城市還沒(méi)有污水處理設施情況下所誕生的簡(jiǎn)易污水處理設施，但一直被沿用至市政污水處理已經(jīng)完全普及的今天。當然，作為農村簡(jiǎn)易污水處理裝置，化糞池似乎還有它的存在必要，以至于到2020年，我國僅農村化糞池數量便多達2億個(gè)。通過(guò)簡(jiǎn)易沉淀，化糞池可截留50~60 %污水中懸浮物（SS）及其所含有機物（COD）。結果，沉淀有機物清掏不及時(shí)而因厭氧發(fā)酵而最終導致CH₄產(chǎn)生，形成隱形碳源或危險的定時(shí)炸彈。

2 化糞池甲烷排放量測算

根據測算，我國城市/城鎮化糞池CH₄年排放總量高達126.126萬(wàn)t/a，換算成CO2當量則為3 153萬(wàn)tECO₂/a（范圍2000~4000萬(wàn)t ECO2/a），已接近3 985萬(wàn)t ECO₂/a（2015年數據）的全國污水處理碳排總量。

3 下水道甲烷排放量估算

與化糞池類(lèi)似，下水道空間相對封閉，空氣流通性差，易形成缺氧甚至厭氧環(huán)境，導致掛壁或沉積的有機物厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生CH₄。這就使得下水道成為繼化糞池后的又一大隱形碳源，通氣不暢時(shí)還會(huì )為公共安全帶來(lái)巨大威脅（遇明火爆炸?。?。此外，大量硫酸鹽還原菌還會(huì )在厭氧污泥層中產(chǎn)生劇毒氣體――硫化氫（H2S），往往成為下水道檢查井工人作業(yè)的一大殺手（工人因H2S窒息死亡事故屢見(jiàn)不鮮）。

下水道CH4產(chǎn)生主要與COD厭氧降解有關(guān)。數據顯示，化糞池COD降解系數為0.2，而檢查井為其3倍之多，高達0.6。城市下水道CH4產(chǎn)生因子與諸多因素有關(guān)，包括管道中固體沉積物情況（與產(chǎn)甲烷菌生存空間有關(guān)）、有機物濃度（提供電子與有機物濃度）、碳硫比（決定硫酸鹽還原菌與產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢）、污水流速（影響沉積物聚集和輸送以及溶解氧濃度）、水力停留時(shí)間（HRT）和表面積與體積比（A/V）、溫度及pH（存在環(huán)境）、管道坡度與充滿(mǎn)度（水流流速與DO等有關(guān)）、亞硝酸鹽和金屬離子濃度（對甲烷菌產(chǎn)生影響）等等。

研究顯示，下水道甲烷排放系數模擬值為0.0532 g CH4/g COD（每g COD會(huì )產(chǎn)生0.0532 g CH4）。理論上，1g COD最多可以產(chǎn)生0.25 gCH4，這意味著(zhù)下水道中有機物（COD）厭氧轉化率>20%。

對韓國大田廣域市（DaejeonMetropolitan City，約150 萬(wàn)人）下水道溫室氣體（GHG）排放量研究顯示，該市下水道年均GHG釋放量為5.65萬(wàn)t ECO2/a，其中，CH4貢獻3.51萬(wàn)t ECO2/a，折算到人均年CH4貢獻為23.4 kgECO2/PE?a。

國內人均COD產(chǎn)生量為24 kg/(PE?a)（范圍19.35~29.93 kg/PE?a）；考慮管道COD收集等綜合折減系數0.7，按照上述下水道的CH4排放系數（0.0532 g CH4/g COD）計算，國內人均CH4貢獻約為22.3 kgECO2/ PE?a，該值與上述韓國研究數據相當。據此，考慮國內城市/城鎮人口8.5億，粗略估算中國下水道CH4排放量約1 900萬(wàn)tECO₂/a，低于化糞池CH4排放量，約為全國污水處理總碳排放量的一半。

與化糞池不同，污水管道設置不可避免，需要尋求更合理的手段抑制CH4和H2S產(chǎn)生，如，通過(guò)降低水的紊流程度、改善通風(fēng)環(huán)境、采用耐腐蝕或由內襯保護膜的管材等方式。但只要存在厭氧環(huán)境便勢必會(huì )產(chǎn)生CH4，因此，如何有效可持續地防止CH4和H2S產(chǎn)生成為近年國際研究熱點(diǎn)。

4 總結

化糞池與下水道產(chǎn)生CH₄是不爭的事實(shí)，且各自排放量與全國污水處理碳排量同屬一個(gè)數量級。這種隱形溫室氣體排放數量巨大而往往又被忽視，即使意識到又難以消除、且難以記賬到哪個(gè)部門(mén)身上。這種“野排”溫室氣體排放量不可小覷，應該引起政府有關(guān)部門(mén)的高度關(guān)注。當然，也應從防患于未然角度考慮解決辦法，如，在目前城市已普及污水處理的情況下應取消化糞池設置規定，不僅最大程度消除CH4產(chǎn)生，而且可為污水處理廠(chǎng)保留更多脫氮除磷可用碳源。

參考文獻：

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