污水脱碳：集中式污水处理厂边界外被忽略的过程

摘要：全球温室气体排放中，污水处理环节约占1.3%。传统的减碳关注多聚焦在污水处理厂内的处理流程，而这篇研究指出，污水处理厂边界之外的排放环节，如污水收集、输送及处理后排放等，同样是重要却长期被忽视的碳排放源。研究呼吁，从污水生命周期全过程出发，重视收集系统建设、回用体系构建，并提出多项政策与科研建议，以推动污水系统深度脱碳。

研究背景：污水处理被认为是城市基础设施的重要组成部分，近年来在技术革新、资源回收与可再生能源替代方面不断取得进展。但全球仅63%的污水被有效收集，仍有大量污水未能进入集中处理系统，而是通过化粪池或简易设施在源头或途中排放，甚至直接进入自然环境。

这些环节不仅导致污染物的扩散，还成为“隐性”的温室气体排放源。以管网为例，重力流管道中静止污水的厌氧发酵可产生大量甲烷，传统碳排放核算中常忽视这一部分；而未经处理或简单处理的污水排放，则不仅排放强度高，也错失了水资源回收的机会。

此外，污水处理厂之外的碳排放缺乏准确的评估方法。在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2006年和2019年报告中，相关排放虽然被提及，但缺乏明确的计算指南。全球污水系统的脱碳，亟需跨越污水处理厂边界，实现全过程控制。

结果与讨论：

收集系统缺陷是污水脱碳的关键短板

研究指出，当前全球污水收集率不足，导致大量污水在进入污水处理厂前就已排放或产生碳排放。在某些国家，如美国，约16%的生活污水仍通过化粪池等现场系统处理，简单沉淀后即排入环境。

同时，即使建有管网系统，老化、渗漏和堵塞等问题亦导致污水长时间停留在管道中，进一步加剧甲烷生成。此外，部分地区管网建设严重滞后，无法实现污水集中收集，形成长期管理盲区。

污水生命周期中的“隐性”碳排放

根据现有研究，未经处理污水的温室气体排放总量，甚至高于污水在管道中运输和污水处理厂生物处理过程的总和。然而，这部分在国家和国际层面的碳排放清单中往往被低估或忽略。研究指出，合理设置碳排放核算边界，应涵盖从污水产生、收集、运输、集中处理到最终排放/回用的全生命周期。尤其是在发展中国家，基础设施薄弱的前端环节，应成为污水脱碳路径优化的重点。

化粪池和非集中系统的碳足迹更高

集中式污水处理系统，其碳足迹远小于分散式系统或化粪池。例如，化粪池中50-60%的悬浮固体沉积后经厌氧发酵，持续释放甲烷。取消化粪池、提高污水集中度不仅可减少直接碳排，还能提升污水中的碳源浓度，进而降低后续工艺中的药剂需求，实现间接减排。

再生水回用是污水系统碳减排的重要环节

回用处理后再生水，有望抵消污水处理过程的碳排。当前全球仅21.6%的处理水被回用，仍有大量水体直接排放至环境中，而其中残留污染物继续参与生物、化学反应并释放温室气体。对水资源紧张国家而言，再生水利用不仅是节水手段，更是脱碳的重要一环。

环境启示： 

本研究强调了废水脱碳过程中被长期忽视的重要环节，即处理厂边界之外的废水收集、运输和再利用过程。在环境治理转向深度脱碳的今天，污水系统的全生命周期管理尤为关键。若不能有效收集废水、提升集中处理率、推进再生水利用，不仅导致大量温室气体排放的“黑箱”被忽视，也使资源回收和水资源循环面临重大浪费。因此，实现污水系统的碳减排，不应仅聚焦于集中处理厂的技术优化，更需拓展至前端的管网建设与维护、后端的再生水资源化利用。通过完善基础设施、鼓励政策引导和公众教育，以及提升碳核算标准的全面性，废水系统可真正成为低碳转型中的重要力量。这不仅有助于缓解气候变化压力，也能推动城市水资源可持续利用，为全球生态环境治理提供新路径。

来源：水务双碳与新质生产力AI

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