联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究表明，CO₂、CH₄、N₂O的全球变暖潜能值（GWP）分别为1、21、310。遏制全球气候变暖，削减温室气体排放，提出以能源高效利用与清洁能源开发为基础，以“低消耗、低污染、低排放”为基本特征的低碳经济发展形态。我国政府于2009年11月25日决定2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年减少40%～45％。

上海市政工程设计研究总院总工张辰在“2010上海热点论坛”上指出，排水系统具有广阔的减碳空间。

排水系统是完成城市减排目标的主体，我国城镇污水集中处理能力已超过1亿m³/d，年消减污染物（COD）达600万t以上。排水系统又是碳排放行业，排水管渠、污水处理设施建设需要消耗大量高能源高碳密度原材料产品，在输送和处理过程中，亦直接或间接造成温室气体的排放。

建设过程温室气体排放

在排水系统建设过程中，材料生产、运输过程、施工建设等各个环节都会温室气体。

表1  建设过程温室气体排放 

输送过程温室气体排放

排水系统中雨污水输送过程，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，间接排放则包括雨污水提升所用电耗等。

雨污水提升所用电耗与提升流量Q、扬程H和水泵运行时间t成正比，单位电耗的CO₂排放指标以0.95kg/（kW?h）计，则雨污水提升过程的CO₂排放量M(kgCO₂)为：

雨水源头径流削减、污水分散处理，将有助于降低雨污水提升流量，从而减少雨污水提升过程中的CO₂排放。

污水处理温室气体排放

污水处理过程中，好氧工艺和厌氧工艺的温室气体产量与进水有机物浓度和对甲烷的回收利用比例有关。
   

不同污水处理工艺的温室气体产量
 

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，通过5年的沼气回收，可以将建设期排放的温室气体全部抵消。

污泥处理过程碳排放量    

 温室气体减排途径

张辰认为，应在在规划理念、工艺选择、运行管理的方案比选中引入“碳尺”概念，污水收集、输送、处理、处置全方位采用低碳技术，削减“碳源”，增加“碳汇”。

（1）树立低碳规划理念

科学选择排水体制和规划布局，建立完善的合流制、完全的分流制。污水系统优化集中与分散，统筹考虑污水再生利用和污泥资源化利用方向和规模；雨水系统兼顾面源污染控制设施布局。

推行低影响开发(LID)理念，小区开发应以不增加城市基础设施负担为原则，将开发区域的径流系数作为规划指标加以明确，严格控制。降低径流系数可采取的措施：屋面雨水收集利用、渗透铺装、大型绿地公共设施蓄渗。

（2）选择低碳水处理技术

选择生物处理降低药剂用量；选择节碳工艺减少外加碳源，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；高浓度污水可选择厌氧工艺

（3）关注污泥处理处置能源回收

选择厌氧消化回收能源，沼气发电可补充污水处理厂20%~30%的电耗；发电过程可从内燃机热回收系统回收40%~50%的能量；避免污泥填埋降低碳排放，我国《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》已于2009年2月颁布执行，同步形成9项国家或行业泥质标准，规范污泥处理处置技术路线。

（4）加强减碳运行措施

提高收集输送系统的有效性；改善曝气处理过程的精确性，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。上海桃浦污水处理厂的精确曝气控制试验表明，采用该系统曝气量可节约30%左右。

（5）加大低碳排水技术科研投入

制订排水系统各单元碳排放指标，建立排水系统碳排放信息库，在此基础上研发低碳水处理技术。