论文部分内容阅读
随着人口增多,经济快速增长,人类活动对水环境造成的压力逐渐增长。2015年,全国338个地级以上城市的集中式饮用水水源地取水总量为355.43亿吨,服务人口 3.32亿人。地表饮用水水源地557个,达标水源地占92.6%,主要超标指标为总磷、溶解氧和五日生化需氧量;地下饮用水水源地358个,达标水源地占86.6%,主要超标指标为锰、铁和氨氮。为了保护水环境,中国已经修建了大量的污水处理厂。中国城镇污水处理厂的数量由2008年的1521个增加到2014年的4436个,平均增长率为19.5%。污水处理厂的建造和运行过程会消耗资源能源,对资源环境产生负面影响。为了促进污水处理行业的持续发展,其正面贡献和负面影响应该被同时关注。本文通过对四川省成都市的两个乡镇污水处理系统(污水处理厂A:奥贝尔氧化沟工艺;污水处理厂B:CASS工艺)开展能值对比研究,分析它们的资源能源消耗、污染排放影响及其可持续性,同时分析污水处理厂不同服务年限和处理能力对绩效的影响。通过研究,得出以下结论:(1)在保持设计服务年限和处理能力的情况下,污水处理厂A可更新资源占比是37.91%,不可更新资源占比是62.09%;污水处理厂B可更新资源所占比例为65.65%,不可更新资源所占比例是34.35%;(2)在保持设计服务年限和处理能力的情况下,两个污水处理厂中,排放物NH3-N、S02是消耗生态服务的主要因素;NOx是造成经济损失的主要原因;排放物影响中,生态服务所占比例高达96%以上;(3)在保持设计服务年限和处理能力的情况下,污水处理厂B的消除单位污染物的成本(CUPE)、正产出率(RPO)、可更新资源与不可更新资源的比(R/N)和可持续性指数(SI)大于污水处理厂A,即污水处理厂B比污水处理厂A处理成本更低,正产出率更高、资源结构更合理,综合绩效更好;(4)污水处理系统的服务年限和处理能力对其能值流有不同程度的影响。随着服务年限的增加,能值流总的输入有明显下降的趋势;当设计的污水处理能力较小的情况下,处理能力的变化对能值流影响较小;当设计处理能力较大时,随着处理能力的降低,由于购买的不可更新资源有一定程度的减少,能值流总的输入有明显下降的趋势;(5)服务年限的改变对污水处理系统排放物造成的能值损失影响不明显;而随着其处理能力的减少,排放物造成的能值损失也随之降低;(6)随着污水处理厂服务年限的延长,正产出率(RPO)、可持续性指数(SI)、可更新资源与不可更新资源的比(R/N)和能值损失百分比(ELP)随之增大,消除单位污染物的成本(CUPE)和环境负荷率(ELR)随之降低;随着其处理能力的增大,RPO、ELR、SI和ELP随之增大,CUPE和R/N随之降低;(7)在不同服务年限和处理能力的情况下,污水处理厂B的R/N、RPO、SI和ELP高于污水处理厂A,而污水处理厂B的CUPE和ELR低于污水处理厂A。尽管B厂的外部不经济性更大,但B厂比A厂资源结构更合理、处理成本更低、正产出率更高、环境负荷更小,因而综合绩效更优;(8)随着污水处理厂服务年限和处理能力的增加,两个污水处理厂各自的正产出率和可持续性水平都会逐渐提高。比较而言,由于资源效率更高、环境负荷更小,污水处理厂B的综合绩效优于污水处理厂A。