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污泥处置方式对污水处理系统可持续性的影响-地埋式污水处理设备公司
浏览: 发布日期:2018-03-17

摘要:脱水污泥的污染问题影响了城市污水处理厂的生存和发展,不同的中水处置方式对经济和环境的影响也不一样。将污水处理、脱水污泥和中水处置结合起来构建污水处理生态系统有利于研究污水处理的综合效益、探索促进污水处理事业可持续发展的途径。在考虑废物处理处置和排放的影响基础上,提出了针对污水处理生态系统的改进的能值分析方法和指标体系,即能值产出率(WEYR)、环境负载率(WELR) 和可持续发展指标(WESI), 指标反映了资源消耗和废物排放对系统可持续性的影响。以明镜滩污水处理生态系统作为案例,评价了“污水处理系统+污泥填埋系统+中水排放”(方案1)、“污水处理系统+陶粒生产系统+中水排放”(方案2)、“污水处理系统+聚合材料生产系统+中水排放”(方案3)和“污水处理系统+好氧堆肥生产系统+中水排放”(方案4)等4种方案的可持续性。方案1、2、3和4的WEYR分别为1.65、3.84、3.95和3.63, WELR分别为5.19、5.41、7.69和4.24,WESI分别为0.32、0.71、0.51和0.86。方案1由于未对污泥进行资源化利用,其能值产出率远远低于其他3个方案,故可持续性最低;其他三个方案的能值产出率比较接近,但方案4的环境负载率远远低于其他2个方案,故方案4的可持续性最高。结果表明,污泥利用可提高污水处理生态系统的可持续性,而不同废物利用方式由于对不可更新资源的消耗不同对污水处理生态系统的可持续性影响不一样; 改进的能值分析方法适合于评价污水处理生态系统的可持续性。
关键词:能值;污泥处置;可持续性;指标体系
城镇污水处理系统对于防止水污染起到了重要的作用。但是传统的污水处理系统在解决水污染的同时,本身又会产生大量的脱水污泥,已成为影响污水处理厂生存与发展的重要制约因素。不同的污泥处置方式对污水处理系统可持续性的影响不同。中水的不同处置方式对环境和经济的影响也不一样。因此,研究不同的污泥处置方式和中水处置方式与污水处理系统组成的污水处理生态系统方案的可持续性对于促进污水处理事业的可持续发展有重要的意义。能值分析理论与方法是20世纪80年代后期以美国著名生态学家H. T. Odum为首创立的一种新的生态经济价值论和系统分析方法,它对正确分析人类与自然、环境资源与社会经济价值的相互关系,以及制定可持续发展战略有重要作用[1]。Ødegaard、Nijdam、Erik Grönlund、G. Siracusa 等[2-5]运用生命周期评价方法和能值分析方法对污水处理系统不同运行阶段、不同处理工艺对环境的影响展开了研究,但将污水处理系统、脱水污泥和中水处置系统结合在一起进行研究的还鲜见报道。
本文在传统能值分析理论的基础上,建立起基于能值分析理论的污水处理生态系统的评价指标体系,并以重庆市万州区明镜滩污水处理厂为案例进行了验证,同时分析了不同污泥处置方式组成的污水处理生态系统的可持续性。

污泥处置方式对污水处理系统可持续性的影响-地埋式污水处理设备公司


图1 奥贝尔氧化沟工艺的典型工艺流程
1——进水; 2——格栅; 3——沉砂池; 4——初沉池; 5——奥贝尔氧化沟; 6——二沉池; 7——出水; 8——回流污泥; 9——剩余污泥; 10——污泥消化池; 11——污泥浓缩池; 12——污泥脱水池; 13——脱水污泥
1 研究对象和方法
1.1 研究对象:明镜滩污水处理厂系统
明镜滩污水处理厂位于重庆市万州区,其工艺采用奥贝尔氧化沟,其典型工艺流程如图1所示。该工程总投资8081万元,于2003年7月通过验收,日处理能力为3万吨,执行的是一级B类排放标准。
在污水处理过程中存在3种不同的物质和能量流动:
(1)物质流,如化学药剂,处理污水等物质的流动;(2)能量流,即电、空气等能源物质的流动;(3)污染物流,即污泥、处理水等污染物的流动。
目前的污水处理系统,在污水处理后,污泥送到填埋场、处理水排入当地水环境,这将对环境造成潜在的二次污染,也是对资源的一种浪费。
1.2 资料收集与数据处理方法
(1)通过实地调查和资料收集获得明镜滩污水处理厂系统和相关生产系统能值分析的原始数据,能值转换率来自于相关文献(见相应的能值分析表中能值转换率一栏)。
(2)分析能值流。污水处理生态系统的能值投入包括自然资源投入的可更新资源能值R和不可更新资源能值N,人类经济社会反馈投入的不可更新资源能值F,能值产出包括产品产出能值Y和排放废物的能值W,据此绘制成能值流图。根据相应的能值转换率将不同度量单位J,g或$转换为统一的太阳能值,编制成能值分析表。
1.3 研究方法:改进的能值分析方法
1.3.1 传统的能值分析方法
能值分析方法是以能量为核心的系统分析方法,它以能值为量纲,把任何资源、产品或劳务的价值用其在形成过程中所需直接和间接消耗的太阳能之量来衡量,单位为太阳能焦耳 (Solar Emjoules, 缩写为sej)。能值是一种包被能(embodied energy), 它不仅考虑了产品所包含能量的质和量,还体现了能量的历史积累,具有“记忆效应”(energy memory)[6]。能值理论的提出实现了以同一的度量标准来宏观评价自然环境生产与人类经济活动[7],从而实现了对所关注系统的结构功能与效益的定量分析[8]。

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