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据估算,污水和污泥处理过程中排放的气体(如N2O和CH4)占污水厂温室气体排放总量的60%~70%。其中,CH4作为能源的经济价值已被广泛认可,并在现行《指南》中得到了体现。然而,《指南》尚未提出针对N2O减排的有效方案。N2O的温室气体潜能值是CO2的273倍,而污水和污泥处理过程涉及复杂的生物化学和物理过程,其间会产生大量N2O并释放到大气中。在传统的污水生物处理过程中,总氮的去除过程会导致N2O的净排放。虽然某些脱氨工艺能够减少N2O的净排放,但由于缺乏主动监测,很难准确掌握实际的N2O排放量。
在过去十年间,CH4和N2O对全球变暖的影响逐渐被公众所熟知,这推动了污水处理领域中气体排放监测和减排技术的快速发展。传感器技术、生物动力学、流体力学以及建模方法的进步,为N2O的实时监测提供了既可行又经济的解决方案。大规模监测是实现减排目标的基础,而目前在N2O监测与减排方面,除了知识驱动和数据驱动的策略外,还有许多可供参考的案例。此外,当前市场已经能够提供资本投资或年度监测服务,并由一些领先的公共事业服务机构引领实施。
目前,一些新兴N2O减排措施相继出现,例如基于数字平台优化的监测方案。这些方案能够真正有效控制污水生物处理过程中的能耗和N2O排放量。例如,澳大利亚、丹麦和荷兰的相关案例显示,N2O减排分别达到了35%、74%和90%.除了已被证实的减排方案之外,污水处理技术的升级和资源回收的优化等方式亦可以减少N2O的排放。关键是,要通过定点监测(site-level monitoring)的途径深入了解N2O的排放情况。在《指南》中加入N2O监管的要求可督促成员国支持减排措施并加快污水处理技术的革新。
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