然而，作为发起国之一的美国，在总统布什在2001年第一个任期上任伊始就宣布退出《京都议定书》，理由是议定书对美国经济发展带来过重负担。
布什还对二氧化碳等气体的温室效应表示怀疑。澳大利亚则没有签署。在签署国中，即使状况较好的日本实现温室气体减排目标也有一定困难。
全球各地的环境保护主义者计划16日举行活动，在庆祝《京都议定书》生效的同时提出抗议。不少地方的抗议者都将矛头指向温室气体排放量占全球总排放量四分之一的美国。
作为《京都议定书》诞生地的日本京都届时也有集会抗议活动，其中一名发言者是肯尼亚环境和自然资源部副部长旺加里·马塔伊。
日本内阁官房长官细田博之15日告诉执政盟友新公明党议员，日本可以“勉强实现目标”。日本经济产业部说，日本30个产业部门中有11个有可能无法实现温室气体减排目标，但日本的环保状况优于其他大多数工业化国家。
生效时间：《京都议定书》正式生效时间是北京时间16日下午1时。
目标要求：全球工业化国家到2012年将温室气体排放总量在1990年排放总量的基础上削减5.2％，每个国家的具体目标由各国根据现状决定。
“协作”方式：一、难以完成削减任务的国家，可以花钱从超额完成任务的国家买进超出的额度；
二、以“净排放量”计算温室气体排放量，即从本国实际排放量中扣除森林吸收二氧化碳的量；
[关键词]蓄热式加热炉；燃烧技术；换向技术
[中图分类号]TG155.1+2 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0177-01
1、前言
莱钢特殊钢厂小型成材车间加热炉随着优钢生产节奏的不断加快，将原步进加热炉改为蓄热式步进加热炉。蓄热式燃烧技术是一项传统技术，传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体，传热效率低，蓄热室体积庞大，换向周期长，限制了它在其它工业炉上的应用。蓄热式步进加热炉的最大特点是利用蓄热体对空气进行预热，在加热过程中两个蓄热体处于蓄热与放热不断交替的状态中，从而提高空气预热温度，使排烟温度控制在100～150℃。新型蓄热室采用陶瓷小球或陶瓷蜂窝体作为蓄热体，其比表面积高达200～1000m2/m3，比传统的格子砖高几十至几百倍，因此，极大地提高传热效率，使蓄热室的体积可以大为缩小。蓄热式加热炉工作的关键在于控制两个蓄热体在蓄热与放热状态之间交换，如果两个蓄热体不能及时进行交换，就会使处于蓄热状态的蓄热体温度过高而失去从烟气中吸收热量的作用，同时，处于放热状态的蓄热体温度过低而失去对空气进行预热的作用。由于换向装置和控制技术的提高，使得换向周期大为缩短，传统蓄热室的换向周期一般为30分钟至数小时，而新型蓄热室的换向周期仅为0.5～3分钟。新型蓄热室传热效率高和换向周期短，带来的效果是排烟温度低（200℃以下），被预热节制的预热温度高（约为炉温的80～90%），因此，废气余热得到接近极限的回收，蓄热室的温度效率可达85%以上，热回收效率达80%以上。因此，蓄热式加热炉烧钢控制的关键技术在于自动换向系统。
2、新型蓄热式燃烧技术原理
蓄热式高温空气燃烧技术原理如图1所示。
新型蓄热式燃烧呈对布置（A、B状态），从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进蓄热式燃烧器A后，再经过蓄热式燃烧器A（陶瓷小球或蜂窝体）时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般为炉膛温度的80～90%），被加热的高温热空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料，燃料在贫氧状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器B排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器B时将热量储存在蓄热式燃烧器B内的蓄热体，然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀排出。当B侧的蓄热体储存一定热量后，通过程序控制换向阀自动换向，常温助燃空气变为由BN通道经蓄热体进入，热烟气从A侧通道排出，如此循环，使得两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热状态交替工作，两个蓄热体自动进行蓄热与放热状态的切换，从而达到节能和降低NOX排放量等目的。常用换向周期30-180s。
3、存在的问题及原因分析
3，1存在问题
莱钢特殊钢厂小型成材车间蓄热式步进加热炉换向控制系统的换向控制是基于时间的控制。但该控制系统在运行过程中存在以下问题：（1）因阀位状态判断失误容易引起系统误动作。（2）阀体与阀杆脱落引起系统不换向。
3.2 故障原因
（1）由于系统要求快速通断阀的响应必须迅速，在零点几秒之内完成开/关动作，即认为阀已开到位或关到位，否则就认为阀开不到位或关不到位。快速通断阀在使用一段时间后，响应速度变慢，经常发出虚假的开不到位或关不到位信号，而引起系统误动作。
（2）目前的解决办法只能是定期检查更换快速通断阀和换向阀，但很难保证所有阀都能处于良好的运行状态，而且也增加了工人的劳动强度和设备维修费用。
4、改进方案
在燃烧状态下，来自鼓风机的常温助燃空气首先由换向阀进入左侧通道，通过蓄热体时被加热，在极短时间内达到接近炉膛温度（一般为炉膛温度的80%～90%），煤气由通断阀向稀薄高温空气附近注入燃料，燃料在贫氧状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气通过另一侧蓄热体时将热量储存在蓄热体内，然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀由引风机引出。通过规定的时间后换向阀自动换向，常温助燃空气变为由右侧通道经蓄热体进入，热烟气从左侧通道排出，两个蓄热体自动进行蓄热与放热状态的切换，从而达到节能和环保的目的。另外，由于该控制系统是基于时间的控制，换向周期是人为设定的，因此，其控制效果受人为因素影响较大，排烟温度和空气预热温度只能控制在一定范围内。若能综合蓄热体温度、排烟温度、燃烧状况等因素，采用基于温度的人工智能控制方法，由蓄热体和烟气温度决定换向，控制效果可能会更好。
5、本项目的技术特色
5.1 该换向系统控制功能
（1）空气、烟气换向阀顺序控制，换向周期、顺序间隔周期设定。（2）煤气通断阀顺序换向，换向周期、顺序间隔周期设定时间与空气/烟气换向阀相对应。
（3）排烟温度实时检测、显示，参与烧嘴换向控制。
（4）排烟温度超温报警、强制换向，报警温度人工设定。
5.2 系统设有安全保护功能
换向连锁条件是：开始时先通空气，后开煤气；换向时先关煤气，后排烟气。系统运行过程中，如果出现煤气通断阀开不到位或空气换向阀开不到位时，系统自动关断煤气通断阀，同时，蜂鸣器报警，上位机画面上各加热段状态图中显示相应阀位“开不到位”或“关不到位”，操作人员通过故障指示及时找到故障阀，并采取相应的处理措施，可避免在换向过程中因阀位不到位引起的各类安全问题。新系统实现了故障率大为减少，查找、排除故障时间缩短，降低维修人员的劳动强度。
5.3 完善的人机操作模式：
通过以太通讯接口实现主站S7-400 PLC和上位机之间的数据通讯，采用WinCC组态软件开发建立了换向主画面、烧嘴温度监控、阀位控制与报警等画面；界面友好，简洁直观，便于操作。
6、应用效果
总之，该蓄热式加热炉换向系统自改造完成投入使用以来，系统运行稳定，具有安全性和可靠性。排烟温度控制在150℃以下，炉内钢坯受热均匀对提高优钢产量和质量、延长加热炉寿命、降低氧化烧损起到了积极作用。为稳定生产提升品质打下了坚实的基础，并产生了可观的经济效益。并且也创造了可观的社会效益，具有很好的推广应用价值。
参考文献
[1]谢国威，蔡九菊，孙文强，王爱华，董辉，蓄热式连续加热炉应用中若干问题研究[J]中国冶金，2008（08）
1 前言
随着国民经济的迅猛发展，对能源的需求不断增加，因此对节能减排的要求越来越高。高效蓄热式烧嘴做为一种新型节能环保燃烧装置得到了广泛普及和推广。高效蓄热式烧嘴是一种新型高效节能、环保燃烧装置，该烧嘴工作时可使空气预热温度接近烟气入口温度（1000℃以上），排烟温度可降至250℃以下，热回收率80%以上，在工业炉窑上使用可节约燃料55%左右，比一般间壁式余热回收装置多节约燃料25～30%，从而使炉子的热效率大幅提高。由于空气预热温度提高，所以火焰温度也在相应提高，火焰辐射能力加大，加热速度变快，工业炉窑的生产效率可提高10～15%。由于以上原因，炉子的废气量减少，环保效果十分明显。蓄热式烧嘴使用过程中点火方便，燃烧完全、火焰稳定、铺展性好，在以油为燃料时，蓄热过程油路断开，雾化介质常通，所以不结焦。蓄热式烧嘴适合于冶金、石化、建材、机械等行业中的加热炉、熔化炉及热处理炉。
2 蓄热式烧嘴简介
蓄热式烧嘴主要由蓄热室、蓄热体、天燃气烧嘴、点火枪、UV火焰监测器等组成。通过空燃比优化设计，使燃烧更充分，最大限度的节约燃料。蓄热体采用陶瓷小球，阻力小，便于拆下清洗，反复使用，蓄热效率高。两台蓄热式烧嘴（2支烧嘴）组成一对使用。
2.1烧嘴
烧嘴采用空气、天然气组合式， 由空气蓄热室、天然气烧嘴组合而成，蓄热式烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题， 又要保证天然气的完全燃尽， 同时实现炉膛温度的均匀性， 因此采用双流动蓄热式烧嘴形式。
燃烧喷口是燃烧系统的关键部位， 合理的燃烧组织有赖于此， 在燃烧组织上既要确保燃气在炉内充分燃烧， 不会在对面的蓄热体内继续燃烧而对其造成损坏， 同时又要合理促成低氧燃烧的实现， 避免出现局部的高温过热； 既强化炉温的均匀性， 减少NOx等有害气体的生成， 又减小高温下脱碳的发生。因此，在喷口设计上要选择最优的气体出口速度和混合喷射角度。
燃料在喷口处边混合边燃烧， 空气、天然气在喷出过程中卷入周围的炉气， 稀释空煤气浓度， 低氧燃烧， 使烟气中NOx的产生大大降低，减少了有害气体的排放量。
2.2 蓄热体
蓄热体小球材料一般为：高铝质、莫来石质。据资料显示陶瓷小球蓄热体的各项指标如下：
比表面积：最佳为190～250m2/m3，球径最佳为：15～20m；
蓄热体高度：对直径15mm的陶瓷球蓄热体高度600mm以上
对直径25mm的陶瓷球蓄热体高度700mm以上
对直径35mm的陶瓷球蓄热体高度800mm以上
2.3 换向部分
换向过程描述：假设初始状态是在A位燃烧，则换向信号到来时，马上关闭A位燃气快断阀，延时1秒将空气三通换向阀切换到空气通向B位燃烧的阀位，再延时1秒后打开B位燃气快断阀，到此完成一次换向周期。再次换向信号到来时，状态反之。
2.4温度控制部分
本控制系统的温度控制完全由手动人工设定，根据熔铝加热升温曲线进行自动控制。
2.5炉压控制部分
当炉压过高时，通过对炉膛压力的检测信号来增大烟气调节阀的开度，加大排烟量；当炉压过低时，通过对炉膛压力的检测信号来减小烟气调节阀的开度，减少排烟量。
2.6系统报警部分
如果在给出打开或关闭空气四通换向阀的驱动信号5秒后，仍无阀位反馈则判为换向不到位，相应的位置指示灯闪烁，同时蜂鸣器发声，产生换向不到位报警信号。
当排烟温度超过设定的温度时换向系统强行换向并且发出声音报警。排烟温度高指示灯闪烁。
3 蓄热式烧嘴工作原理
蓄热式烧嘴又称单预热陶瓷球蓄热式烧嘴。这种烧嘴采用陶瓷蜂小球作为蓄热体，空气与燃料气流斜交混合。其工作原理，从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器B后，在经过蓄热式烧嘴B陶瓷球时被加热，在极短的时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般比炉温低50-100℃），被加热的高温热空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料（燃油或燃气），燃料在贫氧（2-20%）状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式烧嘴A排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式烧嘴A时，将显热储存在蓄热式烧嘴内，然后以低于250℃的低温烟气经过换向阀排出。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换，使两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态，从而达到节能和降低NOx排放量等目的，常用的切换周期为30-200秒。如此周而复始变换，通过蓄热体这一媒介，排出的烟气余热绝大部分转换成燃烧介质的物理热，被充分回收利用。
蓄热小球的使用寿命为1～2年。视使用情况可清理。将小球由出球口去出。用压缩空气吹干净后再重新装入蓄热箱内使用即可。
4 蓄热室的设计计算
4.1一个周期内预热空气所需要热量：
Qk=Vk（C"k t"k- C'k t'k）Zk kJ/h
式中 Vk ――助燃空气量，m3/h
Zk ―― 换向周期，h
C"k，C'k ―― 空气比热容，kJ/（kg・℃）
t'k ，t"k ―― 空气进出口温度，℃
4.2出蓄热室烟气温度：
t"k=[C'y t'y- Qy/（Vy Zyη）]/ C"y， ℃
式中 Vy ――进入蓄热室烟气量，m3/h
Zy――换向周期，h
C"k，C'k ――烟气比热容，kJ/（kg・℃）
η―― 蓄热室热效率，η=0.9～0.95
t'k ，t"k ――烟气进出口温度，℃
Qy ―― 烟气放出热量，kJ/h
4.3对数平均温差：td， ℃
td = ts/tz ，ts= t'y- t"k ，ty= t"y- t"k ， ℃
4.4综合换热系数K：30～100W/（m2・℃） （球型蓄热体）
4.5蓄热室换热面积：S =0.9 Qy/（Ktd），m2
4.6蓄热室横截面积：A = Vy/Uy，烟气通过蓄热室横截面流速Uy：0.8～1.64Nm/s
4.7蓄热室装球高度：H = S/[A・Fb]，比表面积Fb：190～250m2/m3，m
4.8蓄热室装球重量：G = 0.524HAρ球，kg
式中ρ球――球型蓄热体密度，kg/m3
5 结语
蓄热室的设计是跟你换热计算方式，以烟气和空气在一个周期内的平均温度为特性温度。设定被预热空气的出口温度，计算一个周期内空气所需的热量；按热量平衡计算出高温烟气的出口温度，验证预热空气出口温度是否满足要求；计算对数平均温差；为了减少计算繁琐根据资料和经验选取综合换热系数；根据热交换量和综合换热系数计算出蓄热室换热面积，计算蓄热室装球重量；最终计算蓄热室几何尺寸。
国内蓄热式燃烧嘴发展很快， 现在还不能讲哪一种形式是最先进、最成熟的， 都多少存在一些问题， 蓄热体的寿命、烧嘴的寿命都有待提高等， 总之蓄热式燃烧技术是一种新概念的燃烧技术，它把回收余热与高效燃烧及降低NOX排放等技术有机地结合起来从而实现了节能和降低NOX排放量的双重标准。其发展前景是大有可为的。■
大量的垃圾焚烧炉是利用机械炉排炉(包括顺推式机械炉排焚烧炉、逆推式机械炉排焚烧炉、履带式机械炉排焚烧炉)完成垃圾的燃烧过程，因为其发展历史较长，应用范围比较广，是一个比较经济和方便的垃圾处理方式。但是，由于中国垃圾的低热值特点，采用传统炉排冷风助燃时难以使焚烧炉稳定工作。若把蓄热燃烧技术应用于垃圾焚烧炉，则可以方便地实现低热值垃圾的稳定燃烧。因此，本文设计了兼容机械炉排炉和旋风炉二者优点的一种新炉型:旋风炉与炉排相结合的两段式垃圾焚烧炉。本焚烧炉分为两部分。第一部分为逆推式机械炉排(采用耐热钢)焚烧炉，也叫主燃烧室。高温空气由下部风箱进入炉排炉，与垃圾高温气化燃烧，燃烧后的烟气切向高速进入副燃烧室(旋风炉)。在旋风炉中补充部分高温空气和燃油，使副燃烧室的温度维持在1300℃以上，确保有害物质分解，并将飞灰彻底熔化，实现垃圾无害化处理。从旋风炉中出来的高温烟气经过余热锅炉产生蒸汽降温后进入旋转蓄热室产生800℃以上的高温空气供燃烧之用，其各部分具体设计详述如下。
1．1主燃烧室
主燃烧室四壁和顶部由耐火砖砌筑而成，底部运行机械往复式炉排。炉排作用有二:一是利用800℃以上的热空气使垃圾在炉排上快速燃尽;二是顺利排出炉内燃烧产生的灰渣。炉排采用耐热钢制造的往复炉排，使其可以在800℃以上热空气助燃的情况下不至于烧坏。可动炉排片与固定炉排片以阶梯式纵向交互配置，工作过程中可动炉排片同时以水平方向做前进与后退动作，以翻动、搅拌、推动垃圾的前进。送气孔设于炉排片前端的垂直面，有自清作用。炉排下鼓入800℃以上的热空气，确保垃圾快速着火并燃尽。燃尽后的垃圾残渣落入水封渣坑，再由除渣机捞出。
1．2副燃烧室
如图1所示，副燃烧室呈圆筒状，助燃空气(800℃以上)高速切向供入，供风口在圆筒中上部，沿炉壁圆周有4～8个供风口，切向风速在100m/s以上。由主燃烧室流出的烟气由副燃烧室上部进入副燃烧室，在炉内强烈的旋转燃烧。停留相对较长的时间。在此期间，由副燃烧室顶部喷入燃油助燃，使副燃烧室的温度始终保持在1300℃以上。不但可以使烟气中的残余可燃物完全燃尽，还可以使烟气中的有害气体完全分解，满足环保要求。烟气中的飞灰在高温下熔化，其有害成分被分解，最后形成液态渣流入渣坑。
1．3余热锅炉
余热锅炉采用自然循环方式，主要由水冷壁组成。水在其中流过后由常温水被加热为蒸汽，供给用户，大大地提高了垃圾燃烧释放的热量的利用率。
1．4空气预热系统
普通蓄热燃烧技术通过两个蓄热室交替切换工作状态来回收烟气中的余热。工作状态是左(右)侧蓄热体放热，加热通过左(右)侧蓄热体的空气;右(左)侧蓄热体吸热，回收通过右(左)侧蓄热体的烟气的显热。通过不断地切换工作状态，左右两侧的蓄热体可以把烟气中的显热传递给空气，使进入炉内的助燃空气达到很高温度，创造了一个良好的燃烧环境，使热值很低的燃料也很容易着火和稳定燃烧。但是这种产生高温空气的方法不适用于垃圾焚烧炉。如果使用常规的两个蓄热室分置就需要多个换向阀。但是，换向阀动作频繁，极易损坏，而且换向阀不允许高温空气或烟气通过，无法完成余热回收。本文采用回转式蓄热室来产生高温空气。在这种蓄热器中，空气与烟气都有单一的通道，无需换向阀，换向过程通过蓄热体的旋转完成，无停火现象发生。这种空气蓄热器由转动的转子蓄热体(陶瓷蜂窝体)和固定的外壳组成。工作时转子不停地转动，大约1．5r/min。固定在外壳上的扇形顶板及底板把转子的流通截面分隔成两部分。一部分让烟气自上而下的流过，一部分让空气自下而上的流过。扇形顶板及底板分别与外壳上部及下部的烟道及风道相接。这样烟气流过时把蓄热体加热，转子蓄热体转到空气流通部分时，蓄热体被空气冷却，同时把空气加热。因此转子转动一周完成一个传热过程。转子截面共分为三个部分:一是烟气流通部分，二是空气流通部分，另一个是由两个扇形板封闭起来的密封区。由于设计中烟气的体积比空气的体积大，因而转子中烟气的流动面积应大于空气的流动面积。实际中烟气的流通面积约占转子流动面积的50%，空气流通面积约占40%，密封区占10%左右。转子蓄热体中空气侧的压力大于烟气侧压力，两侧的压差可高达2～3kPa。转子又要不断地转动，转子与外壳间必然有间隙。为了防止漏风，在转与不转的交界部分采用压缩空气产生风帘进行密封。
2试验结果
在广东茂名搭建了小型热态试验炉，测试结果如下，燃用垃圾:热值4800kJ/kg，含水量＜40%，固体物尺寸＜200mm，余热锅炉蒸发量0．8t/h，蒸汽压力1．25MPa，蒸汽温度180℃，锅炉效率71%，热风温度810℃，排烟温度180℃，炉排面积2．4m2，尾气中:氮氧化物＜150mg/m3，一氧化碳＜150mg/m3，二恶英＜0．5ng－TEQ/m3满足国家排放要求。
3结论
关键词:温室气体;清单编制;数据不确定性
温室气体减排的测量、报告和核实会随着应对气候变化行动的深入而不断推广，能源经济学专业尚未开设有关温室气体核查的课程，我们有必要对这一课程的基本构架进行探讨。
一、国家、地方温室气体清单编制
通过温室气体清单可以识别出主要排放源，了解各部门排放现状，预测未来减缓潜力，清单编制和报告的学习主要涵盖五个领域:第一，能源活动温室气体清单，其中包括化石燃料燃烧活动、生物质燃烧活动、煤炭开采和矿后活动逃逸排放、石油和天然气系统逃逸排放;第二，工业生产过程温室气体清单，其中包括水泥生产过程、石灰生产过程、钢铁生产过程、电石生产和使用过程、乙二酸生产过程、硝酸生产过程、铝生产过程、镁生产过程、电力设备生产过程和使用、半导体制造过程、臭氧消耗物质(ODS)替代品生产和使用;第三，农业活动温室气体清单，其中包括稻田甲烷排放、动物消化道甲烷排放、动物粪便管理系统甲烷和氧化亚氮排放;第四，土地利用变化和林业温室气体清单，包括森林等木质生物碳储量的变化和转化两方面;第五，废弃物处理温室气体清单，其中包括固体废弃物处理甲烷排放和废水处理甲烷排放。
二、温室气体清单编制中数据的不确定性
温室气体清单的编制还应考虑不确定因素，首先是由于过程未被识别或者测量方法不存在，无法获得测量结果或者其他数据;第二，计算模式的简化可能产生偏差和随机误差;第三，在一些情况下，无法获得说明某排放或清除特点必需的数据;第四，获取的数据缺乏代表性;第五，统计时随机取样误差、测量误差、错误报告以及数据丢失等问题。因此，需要讲授降低不确定性的方法，一是改进计算模式结构和参数，以更好地了解和描述系统性误差和随机误差;二是提高数据的代表性，如使用连续排放监测系统来监测排放活动数据，可得到不同燃烧阶段的数据，从而更准确地描述排放源的排放属性;三是使用更精确的测量方法，包括提高测量方法的准确度以及使用一些校准技术;四是大量收集测量数据，增加样本大小可降低与随机取样误差相关的不确定性;五是消除已知的偏差，确保仪器仪表准确地定位和校准，模型或其它估算过程准确且有代表性;六是提高清单编制人员能力。
三、城市温室气体排放清单编制
城市温室气体排放清单编制以《IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体排放清单编制指南》为主要依据，与国家和省级温室气体排放清单存在几点差异，在课程中要进行阐明。第一，国家和省级的温室气体排放清单主要针对地理范围内的直接排放，只包括少量的间接排放，而城市的间接排放包括的范围更广，包括外调电力、跨边界交通、航空、边界外废弃物处理等引起的温室气体排放。为了更全面地计算和评估城市活动引起的温室气体排放，城市清单必须更全面地核算直接和间接温室气体排放量。第二，城市温室气体排放清单涵盖的部门相对集中，为了更贴切地体现城市活动结构，通常城市温室气体排放清单的主要分类及主要排放源包括建筑、工业和交通三类。第三，城市温室气体排放清单考虑的细致程度与国家和省级的不同，国家和省级清单的核算范围较广，统计数据来源更丰富，而城市层面的统计数据相对较少，因此需要开展大量的数据调研和原始数据采集工作，有些行业的排放因子甚至可以落实到企业层面。
四、企业层面温室气体排放的核算机制
【摘要】
通过对污水处理系统的有机物转化过程的追踪，确定了污水处理系统温室气体的直接排放源为污水处理过程有机物的降解。根据污水处理系统的温室气体排放与回收的实际情况，将污水处理系统中的温室气体排放分类具体到五类，分别为：物质类温室气体排放、能耗类温室气体排放、物耗类温室气体排放、碳汇类温室气体回收及资源类温室气体回收。分别对每类温室气体的排放及回收路径进行分析，得出了各类温室气体的排放及回收关键因素。
【关键词】
污水处理；温室气体
一、国内外污水处理系统碳排放现状
城镇污水处理行业是我国现代化进程中不可或缺的一部分，它承担着城镇污水处理和减排的重要作用，但是在运行过程中仍然不可避免会产生温室气体。我国目前已建成污水处理厂3136座，处理能力达10575万立方米/日，污水处理厂年电耗超过80亿KWh，并逐年呈2.7%的趋势增加。污水处理厂是削减COD最主要的手段，因此污水处理过程也产生了大量的碳排放。
碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。本文中的所提到的碳排放都指温室气体排放。城镇污水处理系统是一个不容忽视的较大的温室气体分散排放源，且城镇水处理系统中的温室气体排放是一个复杂的过程，都来自于一些分散的排放源。就污染物去除过程而言，主要有CO2、CH4和N2O的排放，对能量供给及物质消耗过程来说，能量及药品的生产与运输会引起CO2排放。
本章将采用污水处理系统过程碳追踪与碳平衡相结合的方法，研究城镇污水处理系统的碳循环与转化规律；并结合碳排放与碳减排，将污水处理系统的温室气体排放分为五类，针对每类温室气体排放，分析其温室气体排放或回收的路径，提出核算城镇污水处理系统碳排放的构成要素与关键指标，可以为建立城镇污水处理系统碳核算方法提供理论依据。
二、污水处理系统温室气体排放源清单的建立
大多学者将污水处理系统中温室气体的排放分为两类，一类是直接排放，指污水处理过程中在现场直接向大气中排放的CO2、CH4和N2O；另一类是间接排放，指污水处理所消耗的能量和物料的生产过程中在其生产场地及运输过程引起的温室气体排放。
由于目前温室气体减排工作已经在污水处理行业开展起来，在建立温室气体排放清单时，应将温室气体的减排量也纳入温室气体核算。目前，国际上主要从以下两个方面着手努力以控制大气中CO2等温室气体浓度的持续升高：一是减少温室气体排放，具体通过降低能耗、提高能效以及能源替代等途径来实现；二是通过生物措施增加温室气体吸收、固定，主要借助造林、再造林等措施来实现。
根据温室气体的排放途径及减排方式，将污水处理系统中温室气体的主要排放源分为五类：物质类温室气体排放，即污水处理系统中，由于有机物转化等直接引起的温室气体排放；能耗类温室气体排放，即污水处理系统中的总能耗，在生产过程中引起的温室气体排放；药耗类温室气体排放，即污水处理系统中的药品消耗，在其制作和运输过程中引起的温室气体排放；资源类温室气体回收，即由于污水处理系统的资源回收利用或者资源的节约，间接减少的温室气体排放；碳汇类温室气体回收，即污水处理系统中的污水生态处理工艺中，由于其主体植物生物固碳而引起的温室气体的回收。
其中，物质类温室气体排放主要来源于：污水生物处理过程有机物的好氧分解、污水生物处理过程微生物内源呼吸代谢、投加的外加碳源分解、污水生物处理过程有机物厌氧消化、生物处理过程的硝化反硝化、污泥厌氧消化、污泥好氧消化及污泥处置等有机物转化过程。能耗类温室气体排放主要来源于污水运输、污水提升、曝气及其它能源消耗。物耗类温室气体排放主要来源于污水处理系统中投加的消毒剂、外加碳源、混凝剂及其它药品的消耗。资源类温室气体回收主要来源于污水处理厂回收利用沼气抵消的部分能源消耗，污水处理系统的源头节水及尾水回用，实现了污水处理系统的低碳运行，可以减轻污水处理厂的处理负荷，并降低污水处理系统中市政污水运输及处理部分的能耗，间接减少了温室气体的排放。碳汇类温室气体回收主要来源于污水处理系统中稳定塘、人工湿地等污水生态处理工艺中，主体植物由于生物作用对温室气体的回收及固定。
三、污水处理系统温室气体排放路径及关键因素
矿物燃料燃烧的能源活动为CO2的主要排放源。矿物燃料在燃烧过程中，其中的大部分碳直接氧化成CO2。另有一部分碳虽然以CH、CH4和其它非甲烷碳氢化合物形式而排入大气，但一般经过8~10年的时间就能在大气中氧化成CO2。还有一部分碳则以机械不完全燃烧的形式损失掉。则能源的生产与利用是大气污染的主要产生源。
追溯到能源的产生环节，污水处理系统的所有能源消耗都会间接引起温室气体的排放，包括污水运输的能耗、污水处理的能耗及污泥处理处置的能耗。
其中污水处理的流程主要为提升格栅沉砂池初沉池生物处理池二沉池消毒，该过程有多处的能源消耗，总结如下：
①泵房
污水在运输到污水处理厂必须经过提升环节，泵房提升是耗能过程，其电耗一般占全厂电耗的15%~25%。
②格栅
栅渣的机械粉碎处理是耗能过程。
③沉砂池
能量消耗的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。
④初沉池
主要的能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等。
⑤曝气系统
污水处理的好氧生物处理过程，需要进行曝气，曝气设施是好氧处理工艺中能耗最多的部分，是污水处理单元的能耗大户。鼓风曝气系统动力消耗量一般占全厂总电耗的40%~50%。
⑥二次沉淀池
能耗主要是用在污泥的抽吸和污水表面漂浮物的去除上，能耗相对较低。污泥处理处置的主要流程为浓缩消化脱水最终处置，该过程也将有大量的能源消耗，总结如下：
①污泥浓缩
污泥浓缩工艺主要有重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩等，其主要目的是缩小污泥的体积，为污泥进一步处理做好准备。目前常用的为重力浓缩，其运行费用低，动力消耗小。
②污泥消化
污泥消化工艺主要有厌氧消化和好氧消化。厌氧消化是指利用厌氧微生物的作用，在无氧和一定的温度条件下，使部分有机物进行分解生成沼气等产物，达到稳定的目的。好氧消化是指利用剩余污泥的自身氧化作用，类似于活性污泥法，采用较长的污泥泥龄。目前应用较多的仍是厌氧消化，污泥消化过程中要保持一定的温度来满足微生物的正常生长，在冬季需要消耗大量的热能。
③污泥脱水
污泥脱水采用的方法主要有干化和机械脱水，其主要目的是进一步缩小污泥的体积。污泥干化通常采用自然干化和机械加热干化，自然干化需要较大的占地面积和管网等，前期投资较高；机械加热干化需要消耗大量的电能。机械脱水是通过加药然后经过机械设备脱水，其主要目的是最大程度地降低污泥重量，缩小污泥体积。污泥脱水过程中也消耗了大量的药剂和电能。据统计，在污泥处理阶段，污泥脱水的实际使用功率占总使用功率的89%，是主要能耗单元。
④污泥输送
污泥最终处置或利用时，都需要对污泥进行短距离或长距离的输送。污泥输送有管道输送及卡车输送两种方式，两种输送方式都需耗能，能耗大小主要取决于输送的距离。
⑤污泥处置
污泥处置主要采用污泥填埋、焚烧及土地利用等方式，因处置方式的不同，其能耗也不同能耗较大的处置方式是污泥焚烧。由于能耗的产生环节会间接引起温室气体的排放，则能耗类温室气体排放的关键因素是污水处理系统的总能耗量。
四、总结
通过对污水处理系统的有机物转化过程的追踪，可以界定污水处理系统温室气体的直接排放源为污水处理过程中有机物的降解与转化，再分别对污水处理中各过程有机碳及有机氮的转化过程进行追踪，建立质量平衡式，明确了污水处理过程中有机碳的生物降解过程及有机氮的硝化反硝化过程为温室气体的直接排放源。
根据污水处理系统的温室气体排放与碳减排的实际情况，将污水处理系统中由于植物碳汇及降低能耗所引起的温室气体减排也纳入到温室气体清单范围内，将污水处理系统中的温室气体排放分类具体到五类，分别为：物质类温室气体排放、能耗类温室气体排放、物耗类温室气体排放、碳汇类温室气体回收及资源类温室气体回收。
参考文献：
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二十世纪中叶以气温升高和降水格局的改变为主要特征的全球气候变化已成不争的事实，这与化石燃料燃烧和土地利用变化等人类活动导致大气中温室气体浓度增加有着密切的联系[1－2]。CO2、CH4和N2O对温室效应的贡献率分别达到了60%、20%、6%[3]。大气中温室气体浓度增加引起的全球气候变化，对人类社会的生存和发展带来巨大挑战，严重地威胁着人类生存与社会经济的可持续发展，已经成为全球强烈关注的重大环境问题[1]。 我国人口众多、地域广阔，陆地生态系统复杂多样，是欧亚大陆面积最大、对全球气候变化具有重大影响的关键区域。准确快速的监测温室气体的通量和浓度，尤其是对农田、森林、草地、湖泊、垃圾填埋场等各类生态系统的温室气体通量准确的监测和评估，是获取中国陆地生态系统第一手碳收支观测资料的前提，必将为应对气候变化和社会经济可持续发展做出重大贡献。因此，准确测量与估算温室气体通量对气候变化及其影响研究具有重要的现实意义。 陆地生态系统土壤温室气体的排放或吸收过程极为复杂，并且不同温室气体排放或吸收之间相互影响，因而使测量工作难度加大，测量准确度降低；同时受所采用测量方法的科学性和测量精度的限制，测量结果的准确性和代表性也会受到影响。故对目前陆地生态系统温室气体通量的各种测定方法的科学性和适用性进行客观评价就显得尤为重要。本文较全面地介绍了当前国内外用以测定土壤温室气体通量的各种方法[4-7]，并对他们的科学性和实用性进行了比较和评价。 1土壤CO2通量的测定方法 1.1静态箱-气象色谱法 基于气相色谱仪的箱式测定技术是近年来科学家们普遍用来测定土壤CO2通量的方法[8-11]。该方法采样时一般提前一天将底座埋入土中[12]，盖上盖子后立即用注射器采集气室内的空气，并在较短的时间内每隔几分钟采集一次[8]。国内学者一般选用气袋存储样品，如果野外采样－实验室分析的周期过长，建议采用玻璃注射器存储气体样品[8]，然后利用气相色谱仪来分析所采集气体内的CO2的浓度；最后，根据CO2浓度的时间变化计算出土壤呼吸的速率。静态箱-气象色谱法具有简单易行、机动性强，且能同时分析气体样品中的多种成分（CO2、CH4和N2O）、分析精度高等优点[13-15]。但是，该方法也存在一些缺点：对被测表面的自然环境状态产生了一定的干扰，如气室内温度、湿度和光照强度等均会与自然状态有所不同；采样瓶或气袋在长时间的运输过程中容易漏气，给测量值带来一定的误差；由于气样的采集和分析过程均是由人工完成的，不可避免的会产生一定的误差；气相色谱仪操作复杂并且管理成本比较昂贵。 1.2密闭式动态箱法 近年来，由于CO2红外分析技术的箱法逐渐成熟，该方法倍受研究者的青睐并广泛运用于土壤CO2通量测定的研究中[16-19]。目前常用的是人工手动测定法，它是将气室和红外线CO2分析仪连成闭合回路，使一定流量的空气在回路内循环，同时检测CO2浓度随时间的变化。密闭式动态箱的优点是：箱内气体循环流动，有利于气体混合；对IRGA的测定精度要求不高；测定时间短，可在数分钟或几十秒内完成，对观测土壤的干扰较小，且不必安装复杂的控温设备。这种方法也存在如下问题：首先，该方法无法进行多点同步监测；其次，该方法在测定过程中对生态系统产生一定的干扰，进而影响到监测结果。因此，CO2红外分析技术的气室测定法逐渐向多点化、自动化的方向发展。目前，主要以美国LICOR公司生产的Li-8150多通道土壤呼吸自动测量系统为代表。该系统能够对生态系统内部多点进行长期连续自动观测，是未来土壤CO2通量监测的主要发展方向。 1.3开放式动态箱法 20世纪70年代初，Denmead等[20]尝试使用开放式法测定陆地生态系统温室气体排放。开放式动态箱法测定CO2通量的基本原理是让一定流量的空气通过箱体，通过测量箱体入口处和出口处空气中被测气体的浓度来确定被罩表面CO2通量。开放式动态箱的气体不再回流,主要优点在于它能基本保持被测区域表面的环境状况，使之接近于自然状态。且随着气相色谱/氢焰离子检测器和气相色谱/电子捕获检测器灵敏度的提高，能够直接进样测定气流中的CO2、CH4和N2O等温室气体的浓度[21-22]。理想状态下开放式动态箱能测量所有物体表面的实际排放通量，但在实际应用中仍存在许多困难：开放式动态箱系统对于引入气流压力不足非常敏感，“泵效应”有可能引起通量脉动变化；且开放式动态箱系统要求通过箱子的气流处于准稳态，但准稳态气流的产生需要很严格的设计[23]。 1.4基于微气象学原理的涡度相关法 涡度相关法是基于微气象学基本原理的测定方法[24]。涡度相关法观测的是整个生态系统的净CO2通量，适于大范围、中长期定位观测，但其无法实现对生态系统内部通量空间变异的研究[25]。另外，利用涡度相关法测定土壤呼吸要求建立观测站，包括观测塔和相关的气象观测仪器和设备，代价昂贵，需要专门人员定期的维护。因此，利用涡度相关法测定土壤CO2通量也存在一定的局限性。 2土壤CH4与N2O通量的测定方法 与工业和城市等排放源相比，大部分生态系统中大气的CH4与N2O浓度极低，普通监测设备的灵敏度远远无法满足通量测定的需求。目前，土壤CH4与N2O通量的测定技术主要是应用静态暗箱/气相色谱法。该方法与上述基于气相色谱的土壤CO2通量测定方法相似，即采用气室罩住土壤表面，然后在一定时间间隔内用注射器多次抽取样气并注入到不同真空采样瓶或气袋内，运回实验室利用气相色谱仪测定CH4与N2O的浓度，并根据气室内的CH4与N2O浓度变化计算它们的通量[26-30]。 3不同方法比较 相关研究对不同的测量方法进行了比较[31]。Nay[32]评价了碱吸收法和密闭式动态箱法，结果显示当土壤CO2通量低时，测定结果高于真实值；若土壤CO2通量处于很高水平，则测定结果会低于真实值；而密闭式动态箱法总是低估了土壤CO2通量。Blackmer等[14]比较碱吸收法、气象色谱法和开放式动态箱法，发现开放式动态箱测得的通量都等于实际CO2通量，而其余两种方法都不同程度的低估了土壤CO2通量。从这些比较研究可以看出，对于哪个方法最好、可作为土壤呼吸测量的标准的问题目前仍没有形成一个一致的看法。尽管如此，几个比较研究都指出，虽然开放式动态箱法比较复杂，需要控制气室内的压力，也需要很大的技术投入，但它是测量土壤呼吸的方法中最为可靠的一种。#p#分页标题#e# 4未来土壤温室气体测量方法的发展趋势 目前市场上的自动测定仪器多限于土壤CO2通量的测定，多种土壤温室气体的同步、原位监测将是未来土壤温室气体监测的发展趋势。 （1）多种气体同步观测。目前的测量技术仅能对某种单一的土壤温室气体进行监测，无法实现对多种温室气体进行同步的连续观测。因此，对多种土壤温室气体进行同步的连续观测成为众多土壤温室气体研究者的迫切需要。 （2）温室气体浓度高精度快速分析。近年来逐渐发展起来的可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）为快速测定温室气体浓度提供了新的手段。该技术的主要原理是利用半导体二极管激光器波长调谐特性，获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对温室气体浓度进行定量分析。该土壤温室气体测量方法具有精度高、选择性强、响应速度快等特点。这种技术的发展和完善将可实现多种土壤温室气体同步观测。 （3）多点自动连续监测。由于温室气体通量存在很大的时空变异，迫切需要多点自动连续观测系统。目前，美国LICOR公司的LI-8150系统可以进行多点测定，但该系统只能监测土壤的CO2通量，无法自动测量CH4和N2O的通量。 （4）通量与关键环境要素耦合同步观测。土壤温室气体的排放与其周围环境条件存在极为密切的关系。因此，将控制土壤温室气体排放的关键环境因素与其通量耦合在一起同步监测势必成为未来土壤温室气体通量监测领域的发展方向。
【关键词】温室气体；低碳；污水系统；碳尺；节能减排；
前言
开展污水和污泥处理系统低碳技术研究, 目的是在我国污水处理工作向中小城镇快速推进时, 在排水规划、工艺技术选择方面, 不仅仅关注工程造价, 也不仅仅采取包含运行费用后的全寿命方案比较, 而应在更高层次上关注低碳技术的研发。近期应特别关注污水系统碳排放指标研究, 在方案选择中注重污水输送、污水处理和污泥处理的全过程整体性考虑; 注重分析污水输送的方式, 工艺技术的原位排放和异位排放, 污泥处理过程的能源资源回收;注重分析低碳运行指标; 采用碳尺进行方案比较, 推动我国低碳污水系统的建立和发展, 使城镇污水系统的建设运行实现低消耗、低污染、低排放目标。
一、污水输送过程温室气体排放问题分析
在污水输送过程中, 温室气体的直接排放主要途径是排水管道厌氧环境产生 CH4, 间接排放则包括污水提升所用电耗等。有研究表明, 污水在压力管道中停留的时间越长, 产生的 CH4 量越大, 管道的管径越大, 产生的 CH4量越大,压力管道中的 CH4浓度接近甚至超过标准状态下CH4的饱和浓度 22mg/ L, 这些溶解于污水中的 CH4, 通过放气阀、有压流转换为重力流或者进入污水处理厂后, 释放到空气中。
二、污水、污泥处理过程中温室气体排放研究
1、温室气体排放途径。污水处理是温室气体的主要分散排放源之一。就污染物去除过程而言, 主要产生 CO2、CH 4 和 N2 O, 对能量供给过程来说, 发电、燃料生产会排放 CO2。按照温室气体产生位置划分, 污水处理的温室气体可分为原位排放和异位排放两种类型。原位排放是指污水和污泥处理过程中排放的温室气体, 异位排放主要是指污水处理厂现场消耗的电能、燃料和化学物质在生产和运输过程中排放的温室气体, 除此以外, 还包括尾水排放至自然水体中污染物降解产生的温室气体, 以及污泥运输和处置过程排放的温室气体。但因缺乏 N2O 排放的准确数据, 现有的温室气体排放量研究主要集中在 CO2和 CH4排放方面。
2、污水处理过程温室气体的排放。污水处理过程涉及到的温室气体产生环节较多,需要限定的边界条件也很多。对好氧工艺而言, 其碳排放量与工艺泥龄和进水 BODu浓度均呈正相关。比较好氧和厌氧工艺, 在进水 BODu浓度小于 300 mg/ L 时,由于厌氧工艺可回收利用的 CH4对碳排放的削减不足以抵消其处理出水中溶解的 CH4 量, 此时, 三种好氧工艺的碳排放量均低于厌氧工艺。当进水BODu 浓度超过 300 mg / L , 厌氧工艺通过回收沼气, 一方面可减少 CH4排放, 另一方面降低化石燃料消耗, 使处理过程的碳排放少于好氧工艺, 此时,进水 BODu越高, 厌氧工艺的优势越明显。
3、污泥处理过程温室气体的排放。污水中的有机碳有相当部分转移到污泥中, 计算和评估污泥处理处置过程中温室气体排放量已成为美国、英国等国家的污水处理厂削减碳排放和评价项目长期可持续性的重要组成部分。在重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩 3 种浓缩工艺中, 离心浓缩的碳排放量最大, 气浮浓缩次之, 重力浓缩最少; 通过回收厌氧消化过程产生的沼气, 厌氧消化反而降低了碳排放量; 在板框压滤、离心脱水和带式压滤等 3 种机械脱水技术中, 碳排放总量从高到低次序依次为: 带式压滤板、离心脱水和板框压滤; 对焚烧/ 熔融技术来说, 沸腾炉的碳排放量最高, 流化炉次之, 熔融最低。由此可见, 污泥厌氧消化过程的沼气回收对减少污泥处理处置过程的碳排放量贡献较大。
三、温室气体减排途径分析研究
1、树立低碳规划理念。污水系统规划最为关键的问题是科学选择排水体制和处理模式, 实际规划中应在综合考虑城市规模和布局、受纳水置、环境容量等因素的基础上, 评估不同方案并统筹考虑污水再生利用和污泥资源利用的方向和规模。显然, 就污水收集系统而言, 采用分散处理的方案, 既有利于污水的再生回用, 又可降低污水长距离输送过程中的能耗和 CH4排放。
2、选择低碳水处理技术。（1）选择生物处理降低药剂用量。在污水生物处理中, 药剂消耗所排放的温室气体量超过污水处理厂排放总量的 50% , 是生物处理原位排放量的 2倍, 是电力消耗排放量的 4 倍。而化学处理往往需要消耗比生物处理更多的药剂, 药剂制备和运输过程产生的温室气体更多, 因此, 生物处理比化学处理更低碳。（2）选择节碳工艺减少外加碳源。选择节碳工艺, 避免外加碳源, 是减少生物处理过程碳排放的关键。短程硝化反硝化和反硝化脱氮除磷技术是两种广受关注的节碳工艺。短程硝化反硝化是通过创造亚硝酸菌优势生长条件, 将氨氮氧化稳定控制在亚硝化阶段, 使亚硝酸盐氮成为硝化的终产物和反硝化的电子受体, 短程硝化反硝化技术可节约 25%左右的需氧量和 40%左右的碳源, 减少 50%左右的污泥量; 反硝化脱氮除磷是利用反硝化聚磷菌在缺氧状态下以硝酸盐为电子受体, 同时完成过量吸磷和反硝化脱氮过程, 可节省 30%左右的需氧量和 50%左右的碳源, 减少 50%左右的污泥产量。（3）高浓度污水可选择厌氧工艺。污水厌氧反应产生 CH4的量随着进水有机物浓度的增大而增大, 污水浓度越高, 采用厌氧处理所回收的沼气越多, 经过收集利用后削减温室气体排放的贡献越大,当减碳量足以抵消厌氧处理出水中溶解的 CH4量时, 厌氧处理技术较好氧技术更低碳。
3、关注污泥处理处置能源回收。（1）选择厌氧消化回收能源。在污泥处理方面, 厌氧消化是一种较为低碳的污泥处理技术, 在生物降解有机物质的同时回收沼气, 实现污泥能源回收。沼气可以用于发电和加热, 沼气发电可补充污水处理厂 20%～ 30% 的电耗, 发电过程还可从内燃机热回收系统回收 40%～ 50% 的能量。（2）避免污泥填埋降低碳排放量。污泥填埋不仅占用大面积土地, 且填埋过程会产生大量无法有效收集的 CH4, 在污泥处置中属于高碳排放工艺。因此, 在工艺选择时应避免采用填埋。
4、加强低碳运行措施。（1）提高收集输送系统的有效性。排水管道的作用是将污染物输送至污水处理厂, 因此必须提高输送系统的效率。管道淤积将增加 CH4的产生, 而管道渗漏将影响污水管道的污染物输送能力。因此, 建立日常养护制度, 借鉴国外先进养护技术和修复技术, 减少管道污染物沉积量和渗漏量是污水收集系统低碳运行的关键。（2）改善曝气处理过程的精确性。污水处理厂的各种能耗中, 曝气系统日常运行的能量消耗中占40% ～ 50% , 曝气系统的节能效果直接决定污水处理厂的温室气体排放水平。精确曝气系统是对污水处理过程的精细化控制, 能够实现按需曝气、降低电能消耗、稳定生化环境等功能。以上海桃浦污水处理厂为例, 通过在 3 组生化处理单元中, 选择一组作为试验池（2 万 m3/ d）进行精确曝气控制试验, 连续监测数据表明, 曝气量可节约 30. 51% 左右。
关键词：低碳园区；指标；研究
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
产业园区是城市社会经济系统的重要组成部分。作为践行低碳经济的基本单元，《国家“十二五”总体规划（初稿）》、《国家经济社会发展的总体要求和主要目标》等均将低碳产业、低碳园区的建设提上了规划议程。低碳园区作为统筹兼顾碳排放与可持续发展的新型工业组织形式，是解决与低碳发展密切相关的诸多复杂问题（如资源、环境等）的关键。通过低碳产业园区的建设，能够逐步减少高能耗高排放的生产和消费行为，控制耗能产业规模，使园区规划适应城市低碳发展的基本要求，从而实现区域经济、能源、环境持续协调发展。因此，低碳产业园区将成为国家应对全球气候变化和发展低碳经济的主力军，是转型发展的推动力和战略机遇。
1 产业园区低碳标准制定
低碳产业园区标准应适用于低碳产业园区的建设、管理与验收。根据产业园区物质能量代谢过程以及整个园区生命周期过程的关键温室气体排放环节，本标准拟由园区低碳经济发展、温室气体排放、低碳技术以及温室气体中和四个部分组成，并进一步细分为多个指标。标准的范围和主要技术内容主要包括 ：
1.1 范围。标准适用于低碳产业园区的建设、管理与验收。所规范的内容将涉及物质能量代谢过程以及整个园区生命周期过程，覆盖产业园区能源消耗、工业生产、物质材料消
耗、仪器设备投入、废弃物处理处置、景观绿化六大温室气体排放或中和活动。
1.2 园区低碳经济发展。产业园区的存在是为了发挥集聚优势和产业优势，最大程度的创造经济利益，最终实现区域经济的发展。低碳园区作为产业园区一种必然的发展趋势，它的出发点和最终落脚点仍然是经济发展，不过这种经济发展是在一种低消耗、低污染、低碳排的模式下实现的。因此，即使是在以产业园区温室气体排放活动为主要评估目标的指标体系中，也应该考虑产业园区的低碳经济发展。为了兼顾经济发展的环境代价，本标准拟从能源消耗产出、资源消耗产出和气候变化产出的角度出发设置评价指标来对产业园区的低碳经济发展水平进行衡量。
1.3 园区温室气体排放。产业园区温室气体排放水平可以最直观最清晰的反映出园区的低碳现状。产业园区的温室气体排放总量与园区的规模密切相关，从排放强度、排放密度等角度来衡量园区的排放水平更加具有参考价值。本标准在指标设置上拟覆盖产业园区的整个生命周期，综合衡量园区在能源消耗、工业生产、物质资料投入、仪器设备投入和废弃物处理处置等过程中的温室气体排放活动，重点选取各过程中的重点排放活动。
1.4 园区低碳技术。产业园区的低碳技术水平主要是指产业园区在建设和运行中选取的物质材料、仪器设备，以及采用的工艺技术在减少温室气体排放方面的先进程度。本标准拟从设施完善程度、低碳材料比重等角度出发设置评价指标来对产业园区能源消耗、工业生产、物质资料投入、仪器设备投入和废弃物处理处置等过程中的技术水平进行衡量。
1.5 园区温室气体中和。产业园区温室气体中和水平用来衡量产业园区碳汇建设情况及其对园区温室气体减排所做出的贡献。在指标的设置上拟考虑园区绿化程度和碳捕捉、封存技术运用等情况。
1.6 数据采集和计算方法。常见指标的数据采集和计算方法以行政管理部门相应的指标数据和计算方法为准。园区温室气体排放和清除相关数据的采集和计算将以本标准构建过程中建立的园区低碳测评方法为准。
2 低碳园区发展战略规划
2.1 合理规划园区产业结构，严格建立企业准入制度在低碳发展过程中，需要自上而下的专项规划和自下而上的试点实践总结相结合。在产业园区中，入驻企业同时扮演着生产者与消费者的角色。它们所进行的生产活动伴随着与外界部环境大量的物质能量交换，而这种物质能量的交换过程就会产生大量的温室气体的排放。通过合理规划园区的产业结构，在入驻企业之间建立起物质能量的流通路径，既可以通过缩短流通距离和废弃物的排放，减少成本提高效率，又可以减少相应过程产生的温室气体排放，带来经济和环境的双重效益。这就要求在园区立项的初期就明确产业定位，完成主导产业和相关上下游产业的关系梳理，在考虑经济产出的同时将能源资源消耗和温室气体排放等因素也纳入规划内容，尽量在园区设计层面就实现园区的低碳。
在明确了园区的产业结构之后，还要根据所规划的产业制定相应的企业准入制度。在园区范围内将能源资源消耗和温室气体排放的各项技术指标落实到具体的企业和产品生产链，随着低碳技术的发展，实行逐步收紧的企业入驻标准。
2.2 科学控制园区建设排放，全面打造园区低碳建筑产业园区建设阶段的温室气体排放行为比较集中，且密度和强度较大，在较短的时间内对环境产生着巨大的影响，应该引起园区建设和管理者的重视。建筑阶段的温室气体排放主要来源于建筑材料和仪器设备的上游生产环节、运输环节，以及施工现场的电力、水资源消耗。由此，可以从以下几方面来控制园区建设阶段的温室气体排放 ：
2.2.1 就地取材，减少建筑材料运输过程的排放。建筑材料，尤其是构成建筑物主体的建筑材料具有用量多、体积大的特点，采用长距离和短距离运输方式所产生的温室气体排放量的差距相当可观。尽量选取园区所在地区常见的易得的建筑材料，既可以减少运输费用和运输耗时，又可以减少相应过程产生的温室气体排放，实现经济和环境的双重效益。
2.2.2 增加低碳建材。再生建材的使用比例，减少建筑材料上游生产过程的排放。在综合考虑建材性能和经济成本之后，决策者在建筑材料的选择上可以倾向于低碳建材或者再生建材。通常情况下，低碳建材和再生建材意味着在生产环节所投入的资源和能源较普通建材
少，但技术含量有所增加，所以具有优良性能和低廉价格的双重优势。
2.2.3 合理安排施工进度，提倡安全低耗的施工方式。在进行工程招标时，应对于园区建设工程的施工进度和实施机制进行严格把关，一方面可以通过合理安排施工进度保证工程的按时完成，杜绝后期赶工导致的质量和安全隐患，另一方面应尽量减少夜间施工，避免造成不必要的电力资源消耗和噪声污染。
2.3 不断完善园区日常管理，积极构建低碳管理体系社会消费方式的转变是对产业发展的需求导向，有利于促进低碳产业体系的建设。从产业园区运行阶段管理部门的角度出发，可以从两个角度继续践行园区的低消耗和低排放。园区管理者要对园区入驻企业日常生产活动中的能源资源消耗和温室气体排放行为进行必要的监督，以保证入驻企业在经过严格的准入制度进入园区后仍然保持着必要的低消耗与低排放状态，杜绝“伪低碳，真高排”现象的发生。对产业园区的公共区域进行管理和维护是园区管理者的主要职责，管理者可以通过合理控制园区公共区域能源资源消耗、加强主体建筑和公共区域维护来直接减少园区运行管理阶段的温室气体排放，同时通过完善管理体系、引进先进管理方法、加强节能减排教育宣传等方法来间接实现温室气体减排。
2.4 深入推进园区绿化建设，多渠道增加园区碳汇目前碳捕捉与封存技术还处于论证阶段，对于其实施效果和成本是否合理的问题还处于争论中。产业园区的碳汇建设主要还是依赖绿化面积的增加和吸收强度的提高。目前增加绿化面积的渠道主要有实施园区屋顶绿化和立体绿化，既增加了二氧化碳的吸收面积，又美化了园区的自然环境。而提高吸收强度则主要依靠提高园区绿化植物的丰实度，通过增加吸收能力强的植株的数量以及建立复层种植群落来提高单位面积绿地的吸收能力。
参考文献：
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