破局老舊污水廠降碳難題：HJDL工藝引領污水處理綠色轉型

時間：2025-12-15 09:48

來源：浙江永續環境工程有限公司

污水，作為城市代謝的“液態廢棄物”，正被重新定義為“潛在資源庫”。這一共識的深化，推動污水處理行業從傳統的“末端治理”向“可持續循環”轉型。然而，傳統污水處理模式長期面臨“以能耗能”“轉嫁污染”的困境：在凈化水質的同時，曝氣能耗、藥劑投加(如碳源、除磷劑)及污泥處理過程會釋放大量溫室氣體(如CO?、CH?、N?O)，加劇全球氣候變暖。

在此背景下，以“碳中和運行”為目標的可持續污水處理技術便在國際上興起，成為破解“污染-能耗-排放”惡性循環的核心路徑。如何通過技術創新實現污水處理過程的“能耗自給、碳源循環、排放抵消”，已成為水務行業綠色轉型的關鍵命題。

01 污水處理“碳中和”：破解傳統模式的降碳密碼

1、傳統污水處理的“碳困境”：能耗與排放的雙重壓力

傳統污水生物處理工藝(如A2/O、SBR)為實現脫氮除磷目標，需通過外加碳源(乙酸鈉、甲醇等)補充反硝化碳源，同時依賴高強度曝氣維持好氧環境。這一過程不僅提高了運行成本(碳源費用占藥劑成本的很大比例)，更直接導致碳排放增加，在污泥處置過程中的厭氧發酵會釋放CH?(溫室效應遠高于CO?)，進一步加劇碳足跡。

2、碳中和運行的核心路徑：從“被動減排”到“主動固碳”

污水處理“碳中和”并非簡單的“零排放”，而是通過“開源節流”實現全流程碳平衡：一方面，優化工藝減少能耗與藥劑消耗(節流);另一方面，挖掘污水中有機物的能源潛力(如產甲烷、生物電)，實現能源自給甚至盈余(開源)。核心目標是通過技術創新，將污水處理廠從“能耗大戶”轉變為“碳匯節點”，最終實現處理過程的凈碳排放趨近于零。

02 HJDL工藝：技術創新驅動污水處理碳中和實踐

浙江永續環境工程有限公司研發的HJDL工藝，以“優化微生物菌群本身”為核心，為污水處理碳中和運行提供了可落地的技術范式。該工藝通過復合微生物菌劑與生物增效載體的協同作用下，培育出具有“外部好氧-中部兼氧-內部厭氧”特殊結構的顆粒化污泥，實現了碳、氮、磷的高效同步去除，從源頭破解傳統工藝的“高碳依賴”難題。

1、核心機制：顆粒化污泥構建“微生態反應器”

HJDL工藝的突破在于重構了微生物生存環境：通過獨特的層級結構，在單一反應單元內形成“無死角、全時段”的微生態系統，該顆粒化污泥因具備超大的比表面積與極小的不同規則、不同孔徑的粒徑分布，形成后可覆蓋整個池體，做到360度無死角的同步硝化與反硝化，加快去除效率。實際案例顯示，該工藝可節省97%-100%的外加碳源和75%-92%的化學除磷劑，從源頭切斷“藥劑碳排放”路徑。

2、關鍵優勢：高效脫氮除磷與低碳協同

超高效脫氮：顆粒化污泥中富集的功能菌群活性極強，可在3-7天內將氨氮濃度降至0.1 mg/L以下甚至更低;

卓越沉降性能：污泥沉降速度達35-80 m/h之間，遠大于絮狀活性污泥的沉降速度，并且SV30(30分鐘沉降比)僅需3-5分鐘，大幅提升沉淀池效率，節省土地建設成本;

抗沖擊與穩定性：污泥密度1.004-1.025 g/cm3、SVI值20-60 ml/g(傳統工藝120-150 ml/g)，無絲狀菌膨脹、污泥老化等問題，可耐受45000 mg/L鹽度(以電導率數值計算)及8-55℃極端溫度，適應復雜水質波動;

低能耗運行：通過優化曝氣系統與微生物代謝路徑，能耗較傳統工藝降低15%-35%，且可原位改造(不停產、不停水、不動土建)，相對于新建項目來說，可以節省生化段占地面積40%~50%，同時減小設備的設計參數，變相節約投資成本40%~50%。

3、降碳實效：從“能耗大戶”到“低碳示范”

HJDL工藝的低碳價值已在50余個工業與市政案例中驗證：目前運營項目19個，總處理量達182萬噸/日，項目覆蓋12個省及直轄市包含市政污水、工業污水、垃圾滲濾液、河道原位治理多種類型，實現了“水質凈化-能耗降低-碳排放削減”的三重效益。這種“以生物效能替代化學依賴”的技術路線，為污水處理碳中和提供了可復制的范本。

03 未來展望：碳中和運行引領污水處理行業新生態

隨著“雙碳”目標的深化推進，污水處理廠的碳中和運行已從“可選目標”變為“必答題”。未來，行業將呈現：

1、技術迭代：從單點突破到系統優化

生物強化技術將向“智能化、模塊化”升級——通過AI算法優化菌群調控、能耗分配，結合光伏曝氣、污泥沼氣回收等技術，實現“能源自給+碳源循環”的閉環;

2、行業協同：破解“避險、合規、降本、增效”痛點

永續環境通過“軟硬一體”解決方案(如工藝改造+智慧運維)為水務公司提升資產效率：HJDL工藝的原位提標能力可幫助存量污水廠快速滿足新排放標準，同時降低藥劑成本，為國有資產保值增值提供技術支撐。

04 結語

污水處理的碳中和運行，不僅是技術的革新，更是行業發展理念的重塑。從“治理污染”到“創造價值”，HJDL工藝等創新技術正為這一轉型提供可行路徑。未來，隨著更多低碳技術的突破與應用，污水處理廠將成為城市綠色發展的“碳中和節點”，為構建人與自然和諧共生的現代化貢獻核心力量。

編輯：趙凡

贊