2006년부터 2019년까지 중국 도시폐수처리시설의 온실가스 배출량

과학 데이터 9권, 기사 번호: 317(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

폐수 처리장(WWTP)은 수질 오염을 완화하지만 자원 소비와 환경 영향, 특히 온실가스(GHG) 배출을 유발합니다. WWTP의 온실가스 배출을 완화하면 중국의 탄소 중립 달성에 기여할 수 있습니다. 그러나 중국의 WWTP에 대한 고해상도 및 시계열 온실가스 배출 목록은 여전히 ​​부족합니다. 본 연구에서는 2006년부터 2019년까지의 기간 동안 다양한 폐수 처리 공정에서 발생하는 CH4, N2O 및 CO2 배출량, 에너지 소비 및 폐수 배출량에 대한 WWTP의 기업 수준 배출 인벤토리를 구축합니다. 우리는 투명하고 검증 가능한 인벤토리를 개발하는 것을 목표로 합니다. 중국 내 WWTP의 GHG 완화를 지원하기 위한 비교 가능한 WWTP GHG 배출 목록.

측정

도시 폐수 처리 시설에서 배출되는 메탄, 아산화질소, 이산화탄소 배출

기술 유형

전산 모델링 기술

요인 유형

유입 및 유출 화학적 산소요구량(COD) 질량 • 유입 및 유출 총 질소(TN) 질량 • 제거된 COD • 전력 소비 • 배출계수 • 폐수 처리 기술

샘플 특성 - 유기체

없음

샘플 특성 - 환경

폐수처리시설 • 물리처리공정 • 화학적 처리공정 • 물리화학적 처리공정 • 일반활성슬러지 • 강화활성슬러지공정 • 생물막처리공정 • 혐기성 생물학적 처리공정 • 안정화지, 인공습지 및 토지처리 • 막생물반응기

샘플 특성 - 위치

중국

도시 폐수 처리 시설은 수질 오염을 완화하기 위한 주요 기술 솔루션입니다. 그러나 WWTP 및 기타 처리 시설의 폐수 정화에는 항상 에너지 소비, 화학 물질 사용 및 환경 영향1,2이 발생하며, 그중 GHG 배출이 가장 우려되는 부분입니다3,4. 폐수로 인한 온실가스 배출이 세계 인위적 온실가스 배출에 미미하게 기여하더라도 폐수 처리 시스템에서 배출되는 온실가스를 매핑하고 온실가스 배출 완화를 위한 합리적인 목표를 설정하는 것은 여전히 ​​중요합니다5,6. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 종합적인 온실가스 인벤토리 구축이 전제조건입니다. WWTP7,8,9,10,11,12,13의 GHG 계정을 설정하는 수많은 연구가 있었지만 여전히 과제와 문제가 존재합니다.

현재 GHG 계정에서는 처리 프로세스/기술의 차이를 고려하지 않는 경우가 많습니다. 지역 수준에서 WWTP의 GHG 배출량을 계산하는 데는 주로 IPCC 배출 계수가 사용됩니다. 여기서 중앙 집중식 생물학적 처리 공정은 호기성 및 혐기성 공정으로만 분류되지만 호기성 또는 혐기성 기술의 하위 범주 구분은 무시됩니다7,10,11,12 ,13,14, 이는 온실가스 배출 요인의 큰 불확실성을 초래합니다. WWTP의 온실가스 배출량을 정확하게 계산하려면 세부 프로세스/기술을 고려하고 분석해야 합니다.

흔히 CH4 및/또는 N2O만 고려되며 생물학적 처리 공정의 CO2 배출량은 제외됩니다. '이것들은 일반적으로 인간 배설물이나 음식물 쓰레기에 포함된 현대(생물학적) 유기물에서 파생되며 국가 총 배출량에 포함되어서는 안 되기 때문입니다(IPCC 2019) , 5권 6장 7쪽)'15. 그러나 집중적인 연구에 따르면 상당량의 화석 CO2가 WWTP에서 직접 배출되는 것으로 나타났으며, 모든 직접적인 CO2 배출이 생물학적 배출이라고 가정하면 GHG 배출을 과소평가할 수 있습니다16,17,18,19,20.

처리된 폐수 자체에 용해된 GHG가 배출될 가능성이 있습니다. 또한 많은 수로가 부영양화 상태이거나 영양분이 풍부한 상태이므로 배출되는 폐수로 인해 온실가스 배출이 증가할 수 있습니다15. 그러나 수역의 수역 및 하류 배출 경로의 수질에 대한 데이터가 부족하기 때문에 수역에서 배출되는 온실가스를 거의 고려하지 않습니다. 일부 연구에서는 처리된 폐수의 외부 배출을 고려했지만 강, 호수 또는 바다로 유입되는 배출 경로는 하나만 가정했습니다7,8,9. 다양한 배출 경로(예: 강, 호수, 저수지, 바다, 토양 및 하수 관개 농지로의 직접 배출)에서 배출을 계산하는 것은 주요 배출원, GHG 구성 및 전체 폐수 처리 시스템에 대한 기여도를 식별하는 데 필수적입니다.