污水中含有有机物（COD）化学能和余温热能，但这种潜能一直不被重视。已有研究表明城市污水中所蕴含的潜能（化学能+热能）值可达污水处理耗能的9～10倍。同时，前期研究结论显示，城市污水中化学能约占总潜能值的10%，而90%的污水潜能由热量产生。若把污水中的热能加以合理利用，污水处理厂也会从原先的耗能工厂转变为“能源工厂”，不仅可以能量输出方式间接实现“碳中和”运行，而且还会产生大量碳交易额。

生活过程因热量输入导致污水排放出口温度（平均为27 ℃）比自来水温度高出2~17 ℃。可见污水余温热能总量巨大，约占城市废热排放总量的15%~40%；污水源热泵COP（能效比）为3.5～4.6，比空气源热泵（COP=2.8～3.4）和地源热泵（COP=3.3～3.8）均高，这意味着交换同量热量比其它两种热源方式更省电。然而，从污水余温热能中提取的热量属于低品位能源（40~80℃），难以用于发电，只能被直接利用，且热量有效输送半径仅为3~5 km。这就决定了污水源热泵技术有限的应用距离。研究分别从污水余温热能利用途径、相关政策法规以及经济激励角度分析其应用可能性，为未来污水处理厂利用余温热能助力实现碳中和目标确定方向。

污水热能利用途径

（1）集中利用

优势：污水处理厂出水比原污水具有更高的潜热值，通过水源热泵系统提取热能也相对容易，可避免热交换器（热泵）防污、防堵、防腐构造等问题。

限制因素：该热能利用范围有限，存在远距离输送热损失及输送费用问题。

利用方式：满足场内利用，并向污水处理厂周边辐射，兼顾周边民宅供热、制冷需要。

应用案例

欧洲有人提出，出水热能可用于农业、林业产品脱水和满足水产养殖业的更大热量需求；

英国学者分析了英格兰南部污水处理厂利用出水热能方式的经济性，得出集中利用热能用于维持55 ℃厌氧消化进行热电联产应该具有更高的经济回报率；

日本札幌市直接利用污水处理厂出水余温在调节池内融化运输而来的积雪，解决冬季街道、居住区积雪处理问题。

根据荷兰Utrecht污水处理厂改造规划，该厂出水余温热能利用也将一并纳入改造计划。采用热泵技术，建成后热泵出水温度可达到75~83 °C，每年总共可从出水中交换约400 000 000 MJ热量，约占Utrecht市总供热量的10~15%，可持续供应当地10 000户居民冬季取暖供热需求，从而大大减少天然气使用量。

芬兰图尔库市Kakolanmäki污水处理厂以该厂二级出水为热源回收余温热能，为厂区和周边地区供热和制冷（四季常开，但高峰集中于夏季3个月，为周边部分医院和写字楼。污水处理厂二级出水的平均温度为14 ℃，提取后平均温度降低约5~10 ℃。该厂产能是运行能耗的10倍之多，其中，余温热能供热/制冷能量回收近90%；

泰晤士水务公司与英国东南部泰晤士河畔金斯顿地方委员会准备协作推进“粑粑能源”（Poo power）计划，从Hogsmill污水处理厂1/3的出水中回收余热，预计30年服务期内每年可回收高达7 GWh热能，相当于30年中可减少约10.5万t CO2排放当量。

（2）原位利用

优势：从用户端原位利用污水热能的水源热泵系统可有效解决远距离输送热量损失及系统输送费等问题。

限制因素：腐蚀热泵机组问题较为严重。因此对热交换器的防污、防堵、防腐能力存在特殊要求。污水热能原位利用必然导致进入污水处理厂水温降低，在冬季会严重影响污水生物处理效果。