3）現(xiàn)有的市政污水處理廠特別是老舊市政污水處理廠，難以承受低碳改造的建設成本和低碳運行的運營成本。

2.2 沼氣和污泥熱能利用的前景與現(xiàn)實問題

發(fā)達國家的沼氣熱能技術(shù)特別是污泥厭氧消化沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研發(fā)起步較早，如奧地利Strass市政污水處理廠的污泥厭氧消化熱電聯(lián)產(chǎn)效率達40%左右，沼氣發(fā)電量約為2.3度/立方米，沼氣產(chǎn)量為5800立方米/天，沼氣的甲烷含量為62%，電能產(chǎn)生量為8490度/天，市政污水處理廠的能源自給率可達108%；芬蘭Viikinmaki市政污水處理廠污泥厭氧消化每年產(chǎn)生沼氣1340萬噸，產(chǎn)電量2.5341億度，為水廠提供64%的電力和100%的熱能，實現(xiàn)了熱能的自給自足。在污泥熱能利用方面，發(fā)達國家普遍采用干化焚燒工藝，有的也將污泥制作為燃料棒（熱值約為3000卡/克以上），或與廚余垃圾、餐廚垃圾協(xié)同處理，實現(xiàn)熱能利用最大化。荷蘭和德國的污泥焚燒比例在2015年便超過40%，日本目前超過60%的污泥采用焚燒技術(shù)進行處置。

我國市政污水處理廠的沼氣利用技術(shù)，如“厭氧消化+沼氣利用”的污泥沼氣利用技術(shù)，目前已有較為成熟的應用，如上海白龍港污水處理廠等項目厭氧消化能源自給率已達100%；北京排水集團位于北京的五座污泥處理中心沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)設施未來預計可替代污水污泥處理全過程18%～20%的電能。在污泥熱能利用方面，目前我國已實現(xiàn)自持焚燒，部分項目甚至能利用余熱發(fā)電。除自用外，多余電量可上網(wǎng)。按照污泥快速減量化的要求，污泥干化焚燒將成為主流的污泥處置路線，現(xiàn)已有一些地區(qū)要求優(yōu)先采用該技術(shù)路線。應用新技術(shù)可全面提高我國市政污水處理廠的沼氣產(chǎn)量及沼氣向熱能的轉(zhuǎn)化效率，提高污泥的焚燒或者發(fā)電率，促進市政污水處理行業(yè)污水、污泥處理的能源自給，因此前景非常好。

但目前我國市政污水處理廠沼氣和污泥的熱能利用遇到如下現(xiàn)實問題需要解決：

1）市政污水處理廠進水的有機物濃度和污泥有機質(zhì)含量相對較低，污泥厭氧消化碳源不足，會在一定程度上影響熱電聯(lián)產(chǎn)的單位產(chǎn)電量。

2）我國污泥的熱值總體相對較低，限制了污泥燃料棒的生產(chǎn)和應用。

3）污泥熱能利用成本相對較高，國家和地方目前尚未制定相應的價格和收費支持機制。

4）部分市政污水中混有含重金屬的工業(yè)廢水，污泥焚燒工藝一般會添加熔融工序，容易造成二次污染。

5）目前污泥的跨行政區(qū)域運輸和處置監(jiān)管嚴格，開展區(qū)域集中的焚燒發(fā)電有難度。

2.3 企業(yè)運營節(jié)能的前景與現(xiàn)實問題

精細化智能管控系統(tǒng)的研發(fā)能降低能耗和藥耗，促進出水的安全穩(wěn)定達標，因此用空間很大。宜興概念污水處理廠預計于2021年中期全部建成投運，其設計集水質(zhì)永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好于一體，采取污水精細化管控模式。在節(jié)能方面，可在目前耗能基礎上減少50%以上，實現(xiàn)能源自給；在資源循環(huán)方面，利用污泥與有機廢棄物結(jié)合發(fā)電、制沼氣，可實現(xiàn)污泥的無害化和資源化；在環(huán)境友好方面，出水、出料、出氣都達到對生態(tài)環(huán)境的無害要求。如結(jié)合實際應用精細化智能管控系統(tǒng)，我國精細化智能管控的發(fā)展前景將十分廣闊。

新技術(shù)的研發(fā)對城市市政污水處理廠實現(xiàn)節(jié)能降耗、碳減排甚至能源自給與外供提供了支撐。我國在好氧顆粒污泥技術(shù)、同步硝化反硝化技術(shù)、生物脫氮技術(shù)、厭氧氨氧化技術(shù)等領域或環(huán)節(jié)目前已走在世界前沿，將來也會得到進一步的發(fā)展。

目前，我國市政污水處理行業(yè)在運營節(jié)能方面遇到一些現(xiàn)實問題需要解決。

在精細化智能管控系統(tǒng)的建設方面：

1）市政污水處理企業(yè)粗放式管理未得到改善，卻過分追求硬件投入。

2）缺乏市政污水處理企業(yè)運營能耗管理的評價標準，節(jié)能降耗成果的行業(yè)水平難以衡量。截至2019年年底，我國縣級及以上城市區(qū)域（不含建制鎮(zhèn)）已建設市政污水處理廠4140座，年污水處理量達5 258 594萬立方米。因為工藝不一，各企業(yè)運營中每噸污水的電耗差距較大，總體介于0.12～0.69度，行業(yè)均值在0.35度左右，需建立相應的能耗管理與評價標準，促進全行業(yè)減少能耗。

3）缺乏對市政污水處理行業(yè)低碳的達標規(guī)劃和對于市政污水處理企業(yè)的考核機制。

在新技術(shù)研發(fā)方面：

1）低碳新工藝和新技術(shù)在工程應用階段不可避免地會影響出水水質(zhì)的穩(wěn)定性，一些企業(yè)不愿意嘗試。

2）目前仍有一些先進技術(shù)如從污水中回收利用不可再生資源磷，在我國未得到重視。2016年歐盟出臺的新版《化肥管理條例》把市政污水處理企業(yè)回收的鳥糞石等磷酸鹽產(chǎn)物納入化肥生產(chǎn)的原料，并針對此類磷肥制定了標準規(guī)范，德國規(guī)定污水和污泥中磷的回收量要在2020年前達到磷礦石進口總量的50%，而我國的相關工作仍處于探索階段。

2.4 廠內(nèi)太陽能面板鋪設的前景與現(xiàn)實問題

發(fā)達國家的市政污水處理行業(yè)目前僅在部分項目上安裝應用了太陽能光伏系統(tǒng)。美國Hill Canyon市政污水處理廠建設了500千瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)機和584千瓦直流電（500千瓦交流電）的太陽能光伏系統(tǒng)，可為廠內(nèi)提供65%的電量；美國Moorpark再生水廠每天處理約8330噸污水，2012年該水廠光伏系統(tǒng)投入使用后每年產(chǎn)電230萬度，節(jié)省水廠80%的電網(wǎng)購電?？傮w來看，發(fā)達國家市政污水處理行業(yè)應用太陽能光伏系統(tǒng)處于發(fā)展階段。

編輯：李丹