破局老旧污水厂降碳难题：HJDL工艺引领污水处理绿色转型

时间：2025-12-15 09:48

来源：浙江永续环境工程有限公司

污水，作为城市代谢的“液态废弃物”，正被重新定义为“潜在资源库”。这一共识的深化，推动污水处理行业从传统的“末端治理”向“可持续循环”转型。然而，传统污水处理模式长期面临“以能耗能”“转嫁污染”的困境：在净化水质的同时，曝气能耗、药剂投加(如碳源、除磷剂)及污泥处理过程会释放大量温室气体(如CO₂、CH₄、N₂O)，加剧全球气候变暖。

在此背景下，以“碳中和运行”为目标的可持续污水处理技术便在国际上兴起，成为破解“污染-能耗-排放”恶性循环的核心路径。如何通过技术创新实现污水处理过程的“能耗自给、碳源循环、排放抵消”，已成为水务行业绿色转型的关键命题。

01 污水处理“碳中和”：破解传统模式的降碳密码

1、传统污水处理的“碳困境”：能耗与排放的双重压力

传统污水生物处理工艺(如A²/O、SBR)为实现脱氮除磷目标，需通过外加碳源(乙酸钠、甲醇等)补充反硝化碳源，同时依赖高强度曝气维持好氧环境。这一过程不仅提高了运行成本(碳源费用占药剂成本的很大比例)，更直接导致碳排放增加，在污泥处置过程中的厌氧发酵会释放CH₄(温室效应远高于CO₂)，进一步加剧碳足迹。

2、碳中和运行的核心路径：从“被动减排”到“主动固碳”

污水处理“碳中和”并非简单的“零排放”，而是通过“开源节流”实现全流程碳平衡：一方面，优化工艺减少能耗与药剂消耗(节流);另一方面，挖掘污水中有机物的能源潜力(如产甲烷、生物电)，实现能源自给甚至盈余(开源)。核心目标是通过技术创新，将污水处理厂从“能耗大户”转变为“碳汇节点”，最终实现处理过程的净碳排放趋近于零。

02 HJDL工艺：技术创新驱动污水处理碳中和实践

浙江永续环境工程有限公司研发的HJDL工艺，以“优化微生物菌群本身”为核心，为污水处理碳中和运行提供了可落地的技术范式。该工艺通过复合微生物菌剂与生物增效载体的协同作用下，培育出具有“外部好氧-中部兼氧-内部厌氧”特殊结构的颗粒化污泥，实现了碳、氮、磷的高效同步去除，从源头破解传统工艺的“高碳依赖”难题。

1、核心机制：颗粒化污泥构建“微生态反应器”

HJDL工艺的突破在于重构了微生物生存环境：通过独特的层级结构，在单一反应单元内形成“无死角、全时段”的微生态系统，该颗粒化污泥因具备超大的比表面积与极小的不同规则、不同孔径的粒径分布，形成后可覆盖整个池体，做到360度无死角的同步硝化与反硝化，加快去除效率。实际案例显示，该工艺可节省97%-100%的外加碳源和75%-92%的化学除磷剂，从源头切断“药剂碳排放”路径。

2、关键优势：高效脱氮除磷与低碳协同

超高效脱氮：颗粒化污泥中富集的功能菌群活性极强，可在3-7天内将氨氮浓度降至0.1 mg/L以下甚至更低;

卓越沉降性能：污泥沉降速度达35-80 m/h之间，远大于絮状活性污泥的沉降速度，并且SV30(30分钟沉降比)仅需3-5分钟，大幅提升沉淀池效率，节省土地建设成本;

抗冲击与稳定性：污泥密度1.004-1.025 g/cm³、SVI值20-60 ml/g(传统工艺120-150 ml/g)，无丝状菌膨胀、污泥老化等问题，可耐受45000 mg/L盐度(以电导率数值计算)及8-55℃极端温度，适应复杂水质波动;

低能耗运行：通过优化曝气系统与微生物代谢路径，能耗较传统工艺降低15%-35%，且可原位改造(不停产、不停水、不动土建)，相对于新建项目来说，可以节省生化段占地面积40%~50%，同时减小设备的设计参数，变相节约投资成本40%~50%。

3、降碳实效：从“能耗大户”到“低碳示范”

HJDL工艺的低碳价值已在50余个工业与市政案例中验证：目前运营项目19个，总处理量达182万吨/日，项目覆盖12个省及直辖市包含市政污水、工业污水、垃圾渗滤液、河道原位治理多种类型，实现了“水质净化-能耗降低-碳排放削减”的三重效益。这种“以生物效能替代化学依赖”的技术路线，为污水处理碳中和提供了可复制的范本。

03 未来展望：碳中和运行引领污水处理行业新生态

随着“双碳”目标的深化推进，污水处理厂的碳中和运行已从“可选目标”变为“必答题”。未来，行业将呈现：

1、技术迭代：从单点突破到系统优化

生物强化技术将向“智能化、模块化”升级——通过AI算法优化菌群调控、能耗分配，结合光伏曝气、污泥沼气回收等技术，实现“能源自给+碳源循环”的闭环;

2、行业协同：破解“避险、合规、降本、增效”痛点

永续环境通过“软硬一体”解决方案(如工艺改造+智慧运维)为水务公司提升资产效率：HJDL工艺的原位提标能力可帮助存量污水厂快速满足新排放标准，同时降低药剂成本，为国有资产保值增值提供技术支撑。

04 结语

污水处理的碳中和运行，不仅是技术的革新，更是行业发展理念的重塑。从“治理污染”到“创造价值”，HJDL工艺等创新技术正为这一转型提供可行路径。未来，随着更多低碳技术的突破与应用，污水处理厂将成为城市绿色发展的“碳中和节点”，为构建人与自然和谐共生的现代化贡献核心力量。

编辑：赵凡