為落實國家“雙碳”目標，福州東南區水廠對水廠水源、工藝和耗能設備進行改造。對改造后水廠全工藝流程進行碳排放核算，在制水工藝、取水方式、脫水工藝和管理上減碳效果顯著，碳排放強度較同行處于中低水平。

01 案例背景

隨著碳減排、碳中和的不斷推進，關于城市水系統碳排放的研究更加深入，城市水廠是關系到城市生存和發展重要的基礎設施，因此有必要對其開展碳排放核算，全面了解水廠的碳排放關鍵路徑與節點，為碳減排研究提供參考。

東南區水廠建于1987年，位于閩江北岸，水源取自閩江鰲峰洲段，由于建設年代久遠、凈水工藝相對落后，建筑物和設備運行時間較久，故障頻發，設備電耗較高，效率較低，為進一步提升飲用水水質，東南區水廠于2019年實施工藝改造，在常規處理工藝基礎上增加了“預臭氧”預處理工藝和“臭氧+生物活性炭”深度處理工藝，即原水→預臭氧→高密池→濾池→臭氧接觸池→生物活性炭吸附池→清水池→二級泵房→管網，于2021年7月改造完成并投入運行。通過一年多的運行，其在取水、制水、排泥水等環節降低了能耗，具有良好的環境效益和社會效益。

02 目標及執行情況

福州市東南區水廠占地面積約58畝，供水規模為 15 萬m3/d，供水壓力為0.28MPa~0.30MPa，為福州市第一個含常規處理、深度處理的全流程凈水廠，實現了以下目標：

(1)原水水質目標：選擇的水源地為塘坂水庫，水源的水質良好、水量充沛、便于保護，總體水質良好，受污染程度較低。

(2)出廠水水質目標：出廠水質達到國際先進的水質規劃即發達國家水平，經深度處理后控制出水濁度小于0.1NTU，其余指標均滿足《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2022)要求。

(3)工藝節能目標：通過合理選擇凈水工藝、節能產品設備、精細化管理等措施，實現了低碳節能的效果。

03 實施過程

在項目實施過程中，通過采用節能新技術、設備及過程管理等多項舉措，達到了綠色低碳效果，具體如下：

(1)選址方面：本項目原拆原建，充分考慮了有限的用地特點，既節約了關停東南區水廠造成的新增運行能耗，又避免了東南區水廠重新選址耗費的人力物力，實現了節地節能。

(2)水源方面：改造前東南區水廠的水源取自閩江鰲峰洲段，水源水質隨著內河瀛洲排水閘的啟閉而時好時壞。鰲江水源總體水質較好，此次改造東南區水廠將閩江水源更換為鰲江水源，原水取自塘坂水庫，通過重力流輸送至廠區，無需另外再建取水泵房，投資小，減少了能耗。

(3)工藝方面：經過詳細方案比選，選擇了國內先進、符合進水水質及出水要求、低能耗的工藝流程和技術方案，并根據原水水質優劣設置了預臭氧池和深度處理綜合池的超越，降低了能耗和藥耗。

(4)主要耗能設備方面：本項目盡量采用節能設備，所選各類機械設備均是行業推薦的節能型產品，通過選型計算確保設備在最佳工況效率下運行。送水泵房采用大小泵搭配，并配置變頻調節裝置，利于節能。

04 開展碳排放核算

本次項目開展了全工藝流程碳排放的跟蹤測算，分類整理并建立各工藝段溫室氣體排放清單，對自來水廠各制水工藝段碳排放進行全面準確的核算，填補了我省在水廠各工藝段碳排放核算方面的空白。

東南區水廠碳排放核算邊界及工藝流程碳源識別圖

(1)東南區水廠2022年度碳排放強度均值為0.10382kg CO2-eq/m3，年碳排放量為3426635.85kg CO2-eq。

(2)東南區水廠運行過程中，碳排放關鍵工藝為二級，占總運行碳排放的58.22%。

(3)東南區水廠運行過程中的關鍵碳排放活動為電力消耗引起的碳排放，占總運行碳排放的77.85%;其次是藥劑消耗引起的碳排放，占總運行碳排放的21.47%。

05 取得的成果

1、優化制水工藝，切實降低消毒劑用量

東南區水廠增加深度處理工藝，提供更優質飲用水的同時降低了次氯酸鈉藥劑的消耗。根據投產后一年的運行數據測算，東南區水廠次氯酸鈉碳排放強度為0.00936kg CO2-eq/m3，同水源不同制水工藝水廠次氯酸鈉碳排放強度為0.01722kg CO2-eq/m3。東南區水廠目前年供水量約為30000kt，測算每年可節約消毒劑藥量約266700kg，減少二氧化碳排放近245噸。

2、重力流取水，減碳效果顯著

東南區水廠2017年(改造前)一泵電耗的碳排放強度為0.0445kg CO2/m3。改造后取水方式為重力流取水，不消耗能源，因此取水過程不產生碳排放。該廠目前年供水量約為30000kt，每年可節約電量約239萬度，測算每年可減少二氧化碳排放近1365噸。

3、更優的污泥脫水工藝，減碳效果明顯

東南廠區水廠選用廂式隔膜壓濾系統進行污泥脫水，每噸干泥碳排放量為14.92kg CO2-eq，城門水廠采用離心脫水系統進行污泥脫水，每噸干泥碳排放量為24.31kg CO2-eq，廂式隔膜壓濾系統碳排放強度僅為離心脫水系統的61.37%，節能減碳效果明顯。

4、精細化管理助力減碳工作開展

通過調整用電方式，細化用電管理，東南區水廠各車間(變頻器室、控制室、泵房、配電間、加藥間、脫水車間)軸流風機采取優化措施后，可年節約電量20萬度，年減少碳排放量約114噸。

通過對平衡池攪拌機優化管理，減少了一臺攪拌機的運行，可年節省用電量6.57萬度，年減少二氧化碳排放約37噸。

06 碳排放水平評估

根據投產后一年的運行數據測算，單位供水耗電量約為141.71kwh/kt，僅為業內平均水平243.17 kwh/kt 的58.28%;東南區水廠電力消耗、藥耗(PAC)、消毒劑藥耗碳排放強度中位置分別為0.08082kg CO2-eq/m3、0.01089 kg CO2-eq/m3、0.00936 kg CO2-eq/m3。

編輯：趙凡