污水处理工艺生命周期环境影响分析与比较

【摘要】：近年各省市陆续颁布地方污水排放标准,标准规定污水处理厂出水排放需达到一级A标准,污水处理厂普遍采取改进污水处理工艺或增加投药量的措施使出水水质达标,此做法会在降低末端环境影响的同时增加前端的能源生产所产生的环境影响,造成环境问题的转移。因此在出水水质达到一级A标准的基础上,不同污水处理工艺产生的环境影响如何,同一污水处理厂处理工艺改进前后环境影响变化如何,是政策实施背景下污水处理厂面临的问题。基于以上问题,本文运用基于输入-输出理论的生命周期评价(LifeCycle Assessment, LCA)方法,对不同污水处理工艺进行环境影响评价,为管理者提供决策支持,以利于区域环境的可持续发展。本文的主要内容有如下几方面：(1)运用Gabi 5.0软件建立污水处理厂A和B污水处理工艺运行阶段的生命周期评价模型,两个污水处理厂的处理工艺分别为曝气生物滤池工艺(Biological Aerated Filter,BAF)和恒水位序批式反应器处理工艺(Constant Waterlevel Sequencing Batch Reactors, CWSBR),将水回用因素考虑入评价中。研究结果表明,CWSBR工艺产生的环境影响小于曝气生物滤池工艺,其中酸化(AP)、温室效应(GWP)、人体潜在毒性(HTP)、海洋水生毒性(MAETP)差异明显,两种工艺的海洋生态毒性(MAE TP)结果值均为最大,臭氧层破坏(ODP)结果值较小,与其他类型相比可以忽略。(2)以污水处理厂A为研究对象,比较污水排放政策实施前后原工艺和新工艺环境影响变化,结果表明新工艺产生的环境影响高于原工艺,若要改善环境需采取资源回收措施。(3)本文提出净变量(Net Variable Quantity, NVQ)概念用以计算污水处理厂整体的环境影响变化,判断最优水回用率。以曝气生物滤池工艺为例,计算40%-100%之间不同水回用率情景下的净变量。结果表明,当水回用率在60%-70%之间时,净变量值由正值变为负值,即水回用率在此范围内时产生的正环境影响刚好补偿由于前端能源生产所产生的环境影响。 【关键词】：污水处理厂 生命周期评价 水回用 净变量
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703;X820.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-28
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 课题研究的意义10-11
• 1.2 污水中污染物及污水处理技术11-13
• 1.2.1 污水中污染物11
• 1.2.2 污水处理工艺11-13
• 1.3 生命周期评价及其国内外研究进展13-27
• 1.3.1 生命周期评价13-23
• 1.3.2 生命周期评价应用领域及研究进展23-24
• 1.3.3 污水处理系统中LCA的国内外研究进展24-27
• 1.4 论文研究内容及技术路线27-28
• 1.4.1 研究内容27
• 1.4.2 技术路线27-28
• 2 污水处理工艺的生命周期评价28-45
• 2.1 评价目的28
• 2.2 研究目标的确定28-29
• 2.3 研究范围的确定及工艺流程29-35
• 2.3.1 污水处理厂A研究范围及工艺流程30-33
• 2.3.2 污水处理厂B研究范围及工艺流程33-35
• 2.4 清单分析35-37
• 2.4.1 污水处理阶段输入物质及主要污染物35-37
• 2.4.2 清单数据筛选与计算37
• 2.5 环境影响负荷分析37-43
• 2.5.1 分类38-39
• 2.5.2 特征化39
• 2.5.3 标准化39-40
• 2.5.4 污水处理厂出水回用40-43
• 2.6 生命周期结果解释43-44
• 2.7 本章小结44-45
• 3 基于政策变化下的污水处理厂生命周期评价45-51
• 3.1 工艺概述及评价范围确定45
• 3.2 清单分析45-46
• 3.3 影响评价46-47
• 3.4 情景建立47
• 3.5 结果解释47-49
• 3.5.1 情景1与情景2结果比较47-48
• 3.5.2 情景1、2、3结果比较48-49
• 3.6 结果差异比较49-50
• 3.7 本章小结50-51
• 4 结论与展望51-53
• 4.1 结论51-52
• 4.2 创新点与不足52
• 4.2.1 创新点52
• 4.2.2 研究不足52
• 4.3 展望52-53
• 参考文献53-58
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况58-59
• 致谢59-60

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