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中国废水处理甲烷排放特征和减排潜力分析

马占云;冯鹏;高庆先;卢延娜;刘俊蓉;李文涛

【摘要】废弃物处理温室气体排放的主要排放源之一为废水(生活污水和工业废水)

处理CH4排放.根据统计资料和IPCC提供的方法,选择适合中国的排放因子,分析了

中国废水处理2005-2010年的CH4排放特征和2000-2010年CH4产生的各驱

动因子.并且根据中国的实际情况预测和分析了中国废水处理CH4排放趋势和排放

潜力.结果显示:2010年中国生活污水处理CH4排放量为61.10万t,工业废水处理

的CH4排放量为162.37万t,造纸等八大行业CH4排放量达到总CH4排放量的

92％以上,2005-2010年的CH4排放量逐年增加;到2020年在减排情景下,生活污

水处理CH4排放量为101.36万t,减排潜力为7.63万t,比2010年排放量增加了

66％;工业废水处理CH4排放量233.93万t,减排潜力为25.99万t,比2010年排

放量增加了44％.

【期刊名称】《气候变化研究进展》

【年(卷),期】2015(011)005

【总页数】10页(P343-352)

【关键词】生活污水;工业废水;CH4排放;减排潜力

【作者】马占云;冯鹏;高庆先;卢延娜;刘俊蓉;李文涛

【作者单位】中国环境科学研究院,北京100012;中国资源卫星应用中心,北京

100094;中国环境科学研究院,北京100012;中国环境科学研究院,北京100012;中

国环境科学研究院,北京100012;甘肃农业大学林学院,兰州730070

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【正文语种】中文

马占云,冯鹏,高庆先,等.中国废水处理甲烷排放特征和减排潜力分析[J].气候变

化研究进展,2015,11(5):343-352

IPCC第五次评估报告[1-2]指出大气中CO2、CH4和N2O的浓度相对于工业化

前的水平分别升高了40%、150%和20%，各类温室气体浓度显著升高是确凿的

事实。向大气排放的CO2长期积累是气候变化的主要人为因素，但非CO2类温

室气体的贡献也十分显著，日益受到科学家和政策制定者的关注。到2011年，大

气中CH4浓度已经达到1803×10-9。在CH4总排放量中，人为排放占总的CH4

排放的50%～65%。

废水处理过程在厌氧环境下，废水中有机物经厌氧分解会产生大量的CH4，CH4

主要来自两个环节：1)在某些处理流程会形成厌氧或缺氧环境（例如除磷脱氮工

艺都有厌氧阶段），废水中有机物在厌氧菌作用下分解产生的CH4会排放到大气

中；2)有些流程通过表面曝气，使废水中溶解的CH4排入大气。已有研究表明

[3-5]，CH4产生量主要取决于废水中可降解物量、温度及处理系统的类型和

技术。由于产CH4菌不是活性的，因此当温度低于15℃的情况下，CH4产生量

相对较小。随着温度的增加，CH4产生的速率也随之增大。

国内外对废水处理CH4排放从监测到估算都进行了大量研究。Czepiel等[6]在美

国一个小型污水处理厂测量其CH4排放，并计算了CH4的排放因子。Guisasola

等[7]研究了排水系统的CH4产生机制，提出排水系统可以产生大量的CH4，这

与废水在系统内的水力停留时间有关。Doorn等[8]研究排水系统产生CH4情况，