生命周期評價(jià)在污水處理廠工藝選擇中的應(yīng)用

　　來源：裝飾裝修天地 2017年2期

　　摘 要：大連某污水處理廠進(jìn)行升級改造計(jì)劃，本文采用生命周期評價(jià)的方法對其改造前后的兩種處理工藝進(jìn)行比較評估，得出改造后的A/A/O工藝優(yōu)于改造前的A/O工藝。

　　關(guān)鍵詞：生命周期;工藝選擇;污水處理

　　大連某污水處理廠進(jìn)行升級改造計(jì)劃，改造前日處理量為8萬噸，采用A/O工藝，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)后直接排海;改造后，日處理量擴(kuò)大為10萬噸，采用A/A/O加深度處理工藝，其中4萬m3/d的出水作為回用水回用。

　　本文以處理1萬噸污水所造成的環(huán)境影響作為兩種工藝生命周期評價(jià)過程的功能單位，依據(jù)現(xiàn)有污水處理廠生命周期評價(jià)研究范圍的技術(shù)框架[1]，查閱并分析國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)材料，合理利用生命周期評價(jià)常用軟件——GaBi軟件本身已有的數(shù)據(jù)庫，綜合考慮該廠進(jìn)行升級改造前后兩種工藝的具體情況，收集、檢測和歸納污水處理工藝過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，對兩種處理工藝列清單數(shù)據(jù)并將輸入與輸出進(jìn)行方案建立[2]。

　　本文選擇CML2001中的三大類環(huán)境影響類別進(jìn)行分析[3]，分別為：原材料與能源的消耗、污染和損壞。具體包括2類輸入：非生物枯竭因子(ADPE)、非生物消耗化石燃料(ADPF)和9類輸出：酸化潛力(AP)、富營養(yǎng)化潛力(EP)、淡水水生生態(tài)毒性(FAETP)、全球變暖潛能(GWP)、人類潛在毒性(HTP)、海洋水生生態(tài)毒性(MAETP)、臭氧層損耗潛力(ODP)、臭氧層創(chuàng)造潛力(POCP)和潛在生態(tài)毒性(TETP)。

　　為了方便比較，本文選擇CML2001-Nov.2010作為評價(jià)模型對上述方案的各項(xiàng)環(huán)境影響進(jìn)行特征化[4]。為了使兩種工藝環(huán)境影響的比較顯示出來更加清晰，本文把A/O工藝各環(huán)境類別影響的貢獻(xiàn)值看作為1，然后讓A/A/O工藝的特征化結(jié)果與其比較，如圖1，得出上述9個(gè)特征化因子的環(huán)境影響比較圖。

　　可以看出，案例污水處理廠改造后的A/A/O工藝中來自富營養(yǎng)化潛力和海洋水生生態(tài)毒性的環(huán)境影響要明顯低于改造前的A/O工藝，而酸化潛力、淡水水生生態(tài)毒性、人類潛在毒性和潛在生態(tài)毒性的環(huán)境影響略低于改造前的A/O工藝，同時(shí)，來自全球變暖潛能、臭氧層損耗潛力和臭氧層創(chuàng)造潛力的環(huán)境影響略高于改造前的A/O工藝。

　　分析其結(jié)果：改造后出水水質(zhì)明顯優(yōu)于改造前的出水水質(zhì)，這本身使得隨出水排放的COD、TN、TP等的污染負(fù)荷的濃度明顯減少，同時(shí)，改造后又有4萬m3/d的出水被用作了回用水，進(jìn)一步減少了污染負(fù)荷的排放，從而使得改造后的A/A/O工藝中來自富營養(yǎng)化潛力和海洋水生生態(tài)毒性的環(huán)境影響明顯低于改造前的A/O工藝。另外，由于改造后A/A/O工藝增加了新的污水處理單元，使得改造后的電耗明顯高于改造前，而電能的產(chǎn)生本身會對環(huán)境產(chǎn)生影響，且改造后化學(xué)藥劑的使用有所增加，而化學(xué)藥劑的生產(chǎn)和使用也會對環(huán)境產(chǎn)生影響，這些環(huán)境的負(fù)效應(yīng)抵消了部分上述因出水水質(zhì)變優(yōu)產(chǎn)生的環(huán)境正效應(yīng)，使得改造后的A/A/O工藝在來自酸化潛力、淡水水生生態(tài)毒性、人類潛在毒性、潛在生態(tài)毒性、全球變暖潛能、臭氧層損耗潛力和臭氧層創(chuàng)造潛力的環(huán)境影響較改造前的A/O工藝沒有明顯優(yōu)勢。但綜合分析，改造后的A/A/O工藝優(yōu)與改造前的A/O工藝。

　　本文選擇CML2001-Nov.2010 EU25對特征化結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對改造前后兩種工藝進(jìn)行比較，如圖2所示。

　　可以看出，在所研究的環(huán)境影響類別中，來自海洋水生生態(tài)毒性的環(huán)境影響貢獻(xiàn)最為顯著，且環(huán)境影響的貢獻(xiàn)值A(chǔ)/A/O工藝低于A/O工藝;其次是全球變暖潛能的環(huán)境影響貢獻(xiàn)略高，且改造前后沒有顯著變化;其它環(huán)境影響類別的環(huán)境影響貢獻(xiàn)很小。

　　分析標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果：無論改造前后，污水處理廠的污水均需全部或部分排入海洋，造成對海洋水生生態(tài)毒性的環(huán)境影響相對較大。又改造后A/A/O工藝的出水污染負(fù)荷濃度和排海水量均小于改造前的A/O工藝，所以其造成的對海洋水生生態(tài)毒性的環(huán)境影響也低于前者。另外，兩種工藝的污水處理階段和污泥處理階段均會產(chǎn)生溫室氣體，且兩種工藝均會產(chǎn)生電耗，電能的消耗也會有溫室氣體的產(chǎn)生，從而兩種工藝都對全球變暖產(chǎn)生影響。

　　綜上，基于GaBi軟件為輔助的生命周期評價(jià)，改造后的A/A/O工藝優(yōu)于改造前的A/O工藝。為了進(jìn)一步減少污水處理廠的環(huán)境影響，使得其對環(huán)境造成的影響更小，提出改善建議：污水處理廠實(shí)現(xiàn)減排的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，可以采用根據(jù)溶解氧實(shí)時(shí)調(diào)控曝氣量，使用水源熱泵等方式節(jié)約用電，盡可能地減少電能的消耗，以減少其所帶來的環(huán)境負(fù)荷;同時(shí)，化學(xué)藥劑的采購和使用應(yīng)盡量高效，以減少化學(xué)藥品的用量;盡可能地增加污水回用量，節(jié)約用水，以增加其環(huán)境正效應(yīng);在有條件的情況下，盡量考慮污泥厭氧消化能源回用以及污泥N、P的回收，盡可能地減少能源和資源的消耗。

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