污水處理廠生命周期評(píng)價(jià)

1、課程設(shè)計(jì)污水處理廠全過(guò)程生命周期評(píng)價(jià)摘要：生命周期評(píng)價(jià)(LCA)作為一種環(huán)境管理工具，可以對(duì)當(dāng)前的環(huán)境影響進(jìn)行有效地定量化分析評(píng)價(jià)。本文通 過(guò)對(duì)污水處理廠工藝流程的分析 ，選取惡臭氣味、固體廢棄物、出水水質(zhì)、有毒氣體等典型環(huán)境影響評(píng)價(jià)因子，收集數(shù)據(jù)列出一份投入 一產(chǎn)出清單，并進(jìn)行清單分析，在影響評(píng)價(jià)階段對(duì)清單分析所識(shí)別的環(huán)境影響因子進(jìn)行定量或 定性的表征評(píng)價(jià)，確定污水處理系統(tǒng)所排放的污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、人體健康等影響，最后通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果提出優(yōu)化廠區(qū)環(huán)境、減振降噪、減少污染物排放等改善措施，使污水處理廠發(fā)揮更大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。關(guān)鍵詞：污水處理；生命周期；環(huán)境影響；污染生命周期評(píng)價(jià)(I o i

2、fe Cycle Assessment，LCA)是一種對(duì)某種產(chǎn)品或過(guò)程從最初的原材料開(kāi)采、加工制造到最終處置的全過(guò)程的資源和環(huán)境影響進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)的方法1-4 o LCA在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用和發(fā)展了 30年,正成為政府和企業(yè)的主要環(huán)境管理工具，而在我國(guó)的應(yīng)用尚處于起步階段5-10。依據(jù)現(xiàn)有I . CA勺原則和技術(shù)框架的要求，對(duì)污水處理廠從建設(shè)、運(yùn)行到拆除的全過(guò)程進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)方法研究，在評(píng)價(jià)污水廠產(chǎn) 生的環(huán)境影響的同時(shí)，還考慮設(shè)施的資源和能源消水平，并將資源消耗和污染排放與環(huán)境問(wèn)題緊密聯(lián)系， 以全面分析評(píng)價(jià)一種工藝方案的優(yōu)劣。1污水處理廠全過(guò)程生命周期將污水處理廠視作一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)，即將污水處理廠作

3、為研究對(duì)象，雖然污水處理廠是一個(gè)減污項(xiàng)目， 但其產(chǎn)生的噪聲、惡臭、污泥如不能得到有效的處理還可能造成二次污染，而且污水處理廠的出水水質(zhì)不 能達(dá)標(biāo)排放，也不能達(dá)到建設(shè)污水處理廠的真正目的。2污水處理廠LCA基本框架2.1評(píng)價(jià)目的通過(guò)考察設(shè)定邊界范圍內(nèi)的污水處理廠的環(huán)境負(fù)荷、技術(shù)性能，從而確定主要的影響因子。2.2范圍界定將污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中能源的消耗情況及其引起的環(huán)境污染和各個(gè)工序包含在討論的范圍內(nèi)，城市污水處理廠生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)及邊界。2.3確定系統(tǒng)的功能單位一個(gè)污水處理設(shè)施的功能單元指其處理規(guī)模，即污水處理能力，用LCA評(píng)估不同工藝設(shè)施時(shí)必須先確定處理規(guī)模的大小。2. 4 LCA清單分析主

4、要是數(shù)據(jù)收集，并通過(guò)一些計(jì)算給岀產(chǎn)品系統(tǒng)給中輸入輸岀，作為下一步影響評(píng)價(jià)的依據(jù)。該污水處 理廠輸入的資源包括物料和能源，輸出的除了經(jīng)過(guò)處理以后的產(chǎn)品水以外，還有向大氣、水和土壤的污染 物排放。另外，在計(jì)算能源時(shí)要考慮使用的燃料和電力、能源的轉(zhuǎn)化和分配效率與該能源相關(guān)的輸入輸岀。處理設(shè)施能量液體氣體固體廢棄物其他格柵廢渣調(diào)節(jié)池電能UASB反應(yīng)器電能沼氣廢棄污泥CAST 池電能污泥濃縮池惡臭氣體濃縮污泥污泥泵房電能脫岀水惡臭氣體脫水污泥噪聲表1環(huán)境影響的因子分析本評(píng)價(jià)主要考慮的清單數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)方面。(1) 主要構(gòu)筑物材料。剛才、礦及砌體等。(2) 惡臭氣體排放強(qiáng)度。生命周期影響評(píng)價(jià)過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)

5、臭味嗅聞統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得岀臭味強(qiáng)度等級(jí),即可分析岀臭味對(duì)周圍環(huán)境的影響程度(3)進(jìn)水和出水的水質(zhì)如下表2處理單元項(xiàng)目COD cr /mg/l）BOD 5/（ mg/l）SS/（ mg/l）進(jìn)水1000550125隔油池出水1000550125去除率000進(jìn)水1000550125UASB出水20011050去除率80%80%60%進(jìn)水20011050CAST出水5016.520去除率75%85%60%(4) 能源的消耗。污水處理廠在處理污水過(guò)程中所消耗的電能。(5) 氣態(tài)污染物的排放。因污水有些污染物質(zhì)以氣體的形式存在，污水本身所具有的臭味和污染性對(duì)污水 處理廠的環(huán)境有一定影響。(6 )固體廢物。污

6、水處理的過(guò)程中產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥不僅會(huì)散發(fā)出強(qiáng)烈的臭味，而且這些污泥含 水率高，體積大，不穩(wěn)定還容易腐敗，占用大片土地面積。(7)噪聲。2.5生命周期評(píng)價(jià)確定生命周期的評(píng)價(jià)是對(duì)清單分析階段所識(shí)別的各種排放物對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行定量或定性的表征評(píng)價(jià)，污水廠生命周期中物質(zhì)、能量交換對(duì)其外部環(huán)境的影響，一般可分為3個(gè)過(guò)程：分類、特征化和評(píng)價(jià)。2.5.1 分類影響分類目的是根據(jù)生命周期評(píng)價(jià)的范圍來(lái)確定的。該污水處理廠污染物的排放對(duì)環(huán)境的影響主要有三個(gè)大的方面，即資源的影響、非生態(tài)系統(tǒng)的影響、人類健康和生態(tài)毒性的影響三種，具體影像類分別納入相應(yīng)的類別。見(jiàn)表4輸入輸出物質(zhì)性質(zhì)影響項(xiàng)目原材料，化學(xué)藥劑不可

7、再生不可再生資源的使用或破壞原材料，水可再生可再生資源燃料，點(diǎn)能量能量使用固體廢物填埋非有害廢棄物固體廢棄物填埋空間的占用表4自然資源的影響輸入輸岀物質(zhì)屬性影響類目氣體溫室氣體全球變暖氣體臭氧層破壞物質(zhì)同溫層臭氧成破壞氣體導(dǎo)致光化學(xué)煙霧物質(zhì)光化學(xué)煙霧氣體通過(guò)反應(yīng)得到 H的物質(zhì)酸化氣體含有N和P的物質(zhì)水體富營(yíng)養(yǎng)化氣體需氧量水質(zhì)：COD氣體懸浮物水質(zhì)：TSS表5非生命生態(tài)系統(tǒng)的影響輸入輸岀物質(zhì)屬性影響類目原料氣體，水體毒性物質(zhì)長(zhǎng)期人體健康氣體惡臭物質(zhì)美學(xué)影響(氣味)氣體毒性物質(zhì)水生生態(tài)毒性氣體。水毒性物質(zhì)陸生生態(tài)毒性表6人類健康和生態(tài)毒性的影響2.5.2 特征化特征化的目的是將每一個(gè)影響類目中的不

8、同物質(zhì)轉(zhuǎn)化和匯總成為統(tǒng)一的單元。目前研究特征化的計(jì)算 模式有很多種，主要有導(dǎo)入、相關(guān)性系數(shù)和內(nèi)在特性評(píng)分等方法。該污水處理廠的生命周期評(píng)價(jià)對(duì)不同的 影響類別均采用導(dǎo)入的方法。得出幾方面特征化結(jié)果。(1) 廠區(qū)大氣環(huán)境的影響。一方面，所散發(fā)的氣體中有毒有害物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成傷害，嚴(yán)重時(shí)還可以導(dǎo)致 工作人員窒息死亡；另一方面，污水和生產(chǎn)的大量污泥產(chǎn)生的惡臭氣體，會(huì)嚴(yán)重刺激人類的嗅覺(jué)器官，使 人產(chǎn)生不舒服的感覺(jué)。(2) 固體廢物的影響分析。該廠的污水處理工藝為節(jié)省投資，降低運(yùn)行費(fèi)用，避免重復(fù)處理，所以既不做 污泥厭氧消化，也不做專門的污泥好樣穩(wěn)定化處理，污泥在污泥泵房經(jīng)濃縮后，產(chǎn)生的污泥全部送到垃圾

9、填埋場(chǎng)填埋。(3 )噪聲環(huán)境的影響。污水處理工藝中，所需要的污水處理設(shè)施基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，所以污水處理廠內(nèi) 不可避免地產(chǎn)生噪音。(4) 同溫層的抽樣破壞和光化學(xué)煙霧影響。污水處理中大量有毒有害氣體，這些物質(zhì)的排放必然會(huì)嚴(yán)重破 壞臭氧層，形成光化學(xué)煙霧，間接對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境造成損壞。(5) 出水水質(zhì)影響分析。依據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978 1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。排放以后不會(huì)對(duì)自 然水體造成二次污染，凈化效果良好，對(duì)污染誰(shuí)的修復(fù)可實(shí)現(xiàn)其最大效益。(6 )資源和能源使用。資源和能量的使用會(huì)造成可再生和不可再生資源的損害，對(duì)污水處理廠而言，特別 是耗電量，占有大部分輸出。2.5.3 標(biāo)準(zhǔn)化從

10、概念上講，生命周期影響評(píng)價(jià)有三個(gè)過(guò)程即影響分類、特征化和標(biāo)準(zhǔn)化。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14042生命周期影響評(píng)價(jià)中認(rèn)為，分類和特征化是必須要求的，而標(biāo)準(zhǔn)化是根據(jù)研究母的可選擇的。該污水處理廠的評(píng) 價(jià)重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)污水處理廠的整個(gè)生命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出污水處理廠所選工藝在處理污水的過(guò)程中對(duì) 環(huán)境影響的大小，對(duì)環(huán)境增加負(fù)荷。所以，在此不考慮各個(gè)設(shè)施影響標(biāo)準(zhǔn)化。3結(jié)論通過(guò)該污水處理廠整個(gè)生命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)，其采用的工藝成熟可靠，可以滿足穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放要求，大大 削減了水資源中COD等污染物的量。從總體上分析來(lái)看，雖然此污水處理廠在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境造成一 定影響，但其總體效果卻是水資源環(huán)境方向發(fā)展的，危害與好

11、處相比較，利大于弊，且不足之處可以不斷 完善。處理效果良好，出水各標(biāo)準(zhǔn)均滿足污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)，出水經(jīng)深度處理可用于綠化、冬季鍋爐沖渣，能節(jié)約大量的水資源，而經(jīng)離心處理后的污泥可外運(yùn)作肥料。參考文獻(xiàn)：1 鄧南圣，王小兵生命周期評(píng)價(jià)I-M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2003: 9-21 .2 黃春林，張建強(qiáng).生命周期評(píng)價(jià)綜論J.環(huán)境技術(shù)，2004，22(1) : 2932.3 宋丹娜，柴立元，何德文.生命周期評(píng)價(jià)模型綜述J.工業(yè)安全與環(huán)保，2006，32(12) : 3840.4 姜金龍，吳玉萍。馬軍生命周期評(píng)價(jià)的技術(shù)框架及研究進(jìn)展J.蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，31(4

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