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污水廠是城市生活污水處理的重要設施，在城市污染防治中發揮著重要作用。然而，污水處理過程中也會產生溫室氣體排放，其中甲烷是主要的溫室氣體。
城鎮居民日常生活所排放的廢棄物中中含有大量有機物，這些有機物大部分進入到家庭的生活污水中，并通過生活污水的排放的方式帶離家庭，城鎮家庭產生的生活污水通過城鎮地下的污水管網匯流到城鎮污水處理廠中去。城鎮污水處理廠的將這些污染后的水進行生物化學物理等處理后，達到相關的水質標準后再排入到自然水體中，為自然創造一個潔凈的水環境。
從城鎮污水匯流的途徑來看，在城市地下管網就是一個完全的厭氧環境，這個環境中，城鎮污水中的有機物在污水管底部的厭氧污泥中的產甲烷菌的作用下分解生成甲烷，這部分甲烷一部分會在各個檢查井處溢出進入大氣，一部分會隨著污水進入到污水廠中，污水廠的對污水進行提升，預處理過程中形成的跌水和揚水的過程中，這部分甲烷會釋放到空氣中，這是城鎮污水所排放的甲烷的一個來源。這部分甲烷氣體的監測非常難以實施，受到多種現場因素的影響，地下管網，雨污合流，化糞池的使用等等，因此也沒有確切的計算方法來對其進行統計。
作為處理污水過程中，城鎮居民家庭所產生的有機污染物質中的碳是被微生物所消耗和轉化的，在厭氧條件這些有機物質就會轉化為甲烷，這就是城鎮污水廠中甲烷的來源。污水廠中甲烷的生成過程可能發生在處理流程中的不同環節。它可以是調節池，水解酸化池、初沉池、可以是污泥儲池，也可以是消化池等。污水廠中這些具備污水的厭氧條件的環節或者構筑物，在運行的狀態下，都會不同程度在處理過程中釋放出甲烷，如果這些構筑物中存在底部有污泥淤積的情況，產生甲烷的幾率會更大。
從現有的工藝來說，污水廠中甲烷排放主要來源于以下幾個方面：
1、進水調節池，進水井，污水提升泵房等。城鎮污水廠采用的合流制體系，污水廠為了應對政府部門要求的不同天氣下的污水井水位的控制要求，一般會維持污水廠的恒定水位運行，來保證市政管網內的水位穩定。這樣會在進水井，或者污水提升泵房內形成長期穩定的液位，在井內或者污水提升泵房內形成水力死區，生成了厭氧環境，這導致了產甲烷菌的分解有機物的過程。建有調節池的污水廠，調節池是一個天然的厭氧環境，污水管網內的產甲烷菌進入到調節池中，會在這個環境中進行甲烷的生成，因此在污水廠中要對前端預處理構筑物的進水井，污水提升泵房，調節池的甲烷要進行監測，可以通過現場實際收集監測進行預處理段構筑物內甲烷氣體的排放情況。
2、厭氧區。污水廠的生物處理采用了脫氮除磷工藝中設置了厭氧，缺氧，好氧階段，其中厭氧區域是生物除磷反應進行釋磷的過程，在這個過程中是嚴格厭氧的環境，在這個環境中，產甲烷菌也會進行有機物的厭氧分解，生成甲烷氣體，溶解在混合液中，并在混合液中進入到好氧區域后被底部曝氣產生的氣泡攪動并結合到氣泡中帶入到大氣中，形成污水廠的甲烷氣體排放來源之一。
3、污泥處理段。污水廠的污泥處理段一般會設置有污泥儲池或者污泥濃縮池，這些構筑物將生化段的剩余活性污泥儲存或者重力濃縮，這個過程所需要的時間根據脫水機的運行工況要求來確定，但是都會有暫存的一段時間，暫存的這段時間內，產甲烷菌又處于在厭氧環境中，產生甲烷，由于剩余污泥中聚集了大量的生物質的有機物，這里產甲烷菌所產生的甲烷量是最多的。如果污水廠采用了厭氧消化的污泥處理過程，厭氧消化過程會產生大量的甲烷，如果不加以嚴格收集控制，會產生大量的溫室氣體。
在《城鎮污水廠碳減排評估標準(征求意見稿)》中對污水處理段的甲烷排放的二氧化碳當量按下面的公式計算：
??????−????4,??=??????,?? × (??????????,?? − ????????????,??) ×??????−????4 × ??????4 × 10−3 + +??????????−????4,?? × ??????4
公式中：
??????−????4,??：污水廠污水處理段第??天 CH4排放的二氧化碳當量，kg CO2-eq；
??????,??：污水廠第??天的進水量，m3；
??????????,??：污水廠第??天的平均進水 COD 濃度，mg/L；
????????????,??：污水廠第??天的平均出水 COD 濃度，mg/L；
??????−????4：污水處理中CH4的排放因子，kg CH4/kg COD；常規推薦值 0.0040~0.0075，當構筑物內存在污泥淤積時取大值；
??????????−????4,??：提升泵和格柵間第??天逸散的 CH4 量，kg；建議實測，沒有 、實測條件的按照處理過程的排放量20%計算；
??????4：CH4 的全球變暖潛能，根據IPCC(政府間氣候變化專門委員會：Intergovernmental Panel on Climate Change的縮寫。)第五次評估報告確定為28。該數值隨IPCC官方數據更新。
