從剩余污泥或污水中回收熱能潛力

污泥是能夠通過厭氧消化回收甲烷的底物。然而，剩余污泥量很大程度上取決于進(jìn)水中有機(jī)物（碳源：COD）的濃度。很多情況下進(jìn)水碳源不足，勉強(qiáng)滿足生物處理的需要，甚至不足以進(jìn)行生物脫氮除磷。因此，在許多情況下，污泥轉(zhuǎn)化為甲烷的過程中很難實(shí)現(xiàn)能量中和。換句話說，能量中和和傳統(tǒng)的營養(yǎng)去除很難實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐中，厭氧消化能力普遍偏高（德國約為20%），因此可采用外源有機(jī)物與剩余污泥共同消化（實(shí)際上是假中和）。

在奧地利的一個(gè)工程案例中，在現(xiàn)有污泥厭氧消化池中加入有機(jī)垃圾（有機(jī)城市垃圾），改善污水處理廠的能量平衡，實(shí)現(xiàn)沼氣產(chǎn)量“1+”，固體減少1>2”效果（Aichinger 等人）。結(jié)果表明，在共消化中添加25%的有機(jī)廢物使有機(jī)負(fù)荷增加94%，而沼氣產(chǎn)量可提高2倍。該案例研究充分表明，使用有機(jī)物共消化可以幫助廢水處理實(shí)現(xiàn)能源中和。另一方面，污水中的余熱能通過水源熱泵轉(zhuǎn)化為熱量，平衡能量赤字，甚至實(shí)現(xiàn)碳中和。

對(duì)污水處理廠的能量平衡評(píng)估（一般 COD = 200 ~ 400 mg/L）表明，中國剩余污泥厭氧消化產(chǎn)生的甲烷僅能覆蓋運(yùn)行能耗的 50% 左右（Hao 等人）。進(jìn)一步研究表明，水源熱泵可以有效地將污水熱能轉(zhuǎn)化為污水處理廠及其周邊建筑供暖，可提供約0.20 kWh·m-3·°C-1凈電當(dāng)量。總體而言，中國的有機(jī)物和熱能可以有效地提供足夠的電當(dāng)量，以實(shí)現(xiàn)碳中和運(yùn)行目標(biāo)。