三峽庫區(qū)城市污水處理廠全過程生命周期評價及其應(yīng)用研究.pdf

1、目前，能耗大、運行費用高已成為約束污水處理行業(yè)發(fā)展的瓶頸，其中能耗占運行成本的60％左右。據(jù)建設(shè)部規(guī)劃，到“十一五”末，全國城鎮(zhèn)污水年處理量將達(dá)到365億m3，年耗電量估計接近100億kw.h。在國家倡導(dǎo)的“源頭控制，清潔生產(chǎn)”的今天，污水處理領(lǐng)域正逐步向全過程的環(huán)境管理模式轉(zhuǎn)換—產(chǎn)品生命周期分析。
　　 本研究利用生命周期評價方法針對污水處理廠從“搖籃至墳?zāi)埂钡恼麄€生命周期內(nèi)，即對污水廠建設(shè)、運行和拆除階段所產(chǎn)生的能耗進行量化

2、分析，并從環(huán)境、經(jīng)濟和技術(shù)因素分別進行考察，全面揭示一種工藝方案的優(yōu)劣，從而科學(xué)合理地確定最佳工藝路線。
　　 首先，作者對污水處理廠生命周期評價的基本框架作了定義，結(jié)合具體的工程案例分析，采用層次分析法進行了生命周期清單分析，分析結(jié)果表明：單從經(jīng)濟效益角度看，萬盛與井口污水處理廠的權(quán)值分別為0.498和0.502；單從技術(shù)性能角度看，權(quán)值分別為0.507和0.493；單從環(huán)境效益角度看，權(quán)值分別為0.543和0.457。論文對

3、環(huán)境、經(jīng)濟和技術(shù)因素分別進行了重點考察，結(jié)果表明：在以環(huán)境效益為重點考察目標(biāo)的前提下，綜合經(jīng)濟、技術(shù)和環(huán)境三因素，萬盛與井口污水處理廠的權(quán)值分別為0.529和0.472;若以經(jīng)濟效益為考察重點，權(quán)值分別為0.510和0.490;若以技術(shù)性能為考察重點，權(quán)值分別為0.516和0.484。綜合三種影響因素分析結(jié)果表明，萬盛污水處理廠的綜合效益最佳。
　　 其次，作者通過對三峽庫區(qū)四種典型污水處理工藝的生命周期能耗進行了清單分析，普通

4、活性污泥法的LC總能耗最高，為622×109kJ；其次是氧化溝工藝;生物濾池法總能耗最低，為403×109kJ；CAST工藝和生物濾池法的總能耗分別占普通活性污泥法的82.8％和64.8％，較普通活性污泥法分別可節(jié)約LC能耗17.2％和35.2％。清單分析結(jié)果還表明：污水廠生命周期最主要的能耗環(huán)節(jié)是運行階段的能耗，其所占比例最大，約占89.6～94.1％；建設(shè)階段次之，約占4.8～10.4％；拆除階段最小，約占0.2～1.2％。

5、　　 作者通過對三峽庫區(qū)各污水廠的運行能耗進行了深入調(diào)研，發(fā)現(xiàn)普遍存在設(shè)計規(guī)模超前、進水負(fù)荷偏低、設(shè)備選型不合理等因素，導(dǎo)致其運行電耗偏高，為301kw.h/m3，高于全國265kw.h/m3的平均水平。CAST工藝的單位電耗最低，為218kw.h/m3；氧化溝工藝由于設(shè)計原因，大都使用機械曝氣設(shè)備進行充氧，其單位電耗最高。調(diào)研結(jié)果表明，在污水處理運行電耗中，曝氣供氧所占電耗比例最大，約占60％，其次為污水、污泥的提升電耗，約占20％

6、，其他部分僅占20％。從節(jié)能降耗的角度考慮，鼓風(fēng)機曝氣系統(tǒng)和污水、污泥提升泵運行的節(jié)能潛力最大。
　　 最后，作者結(jié)合工程實例，通過開展生產(chǎn)性試驗進一步研究CAST工藝的節(jié)能優(yōu)化策略，試驗結(jié)果表明：①在相同的工藝條件下，鼓風(fēng)機自控運行方式較手控方式可節(jié)省電耗約9％，其能耗隨其運行頻率的增大而上升；②當(dāng)進水CODcr為231～236mg/L、SS為141～162mg/L、NH3-N在20～25mg/L、TN為30mg/L，曝氣時間