生命周期評價在污水處理廠工藝選擇中的應用

　　來源：裝飾裝修天地 2017年2期

　　摘 要：大連某污水處理廠進行升級改造計劃，本文采用生命周期評價的方法對其改造前后的兩種處理工藝進行比較評估，得出改造后的A/A/O工藝優于改造前的A/O工藝。

　　關鍵詞：生命周期;工藝選擇;污水處理

　　大連某污水處理廠進行升級改造計劃，改造前日處理量為8萬噸，采用A/O工藝，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準后直接排海;改造后，日處理量擴大為10萬噸，采用A/A/O加深度處理工藝，其中4萬m3/d的出水作為回用水回用。

　　本文以處理1萬噸污水所造成的環境影響作為兩種工藝生命周期評價過程的功能單位，依據現有污水處理廠生命周期評價研究范圍的技術框架[1]，查閱并分析國內外相關的文獻和標準材料，合理利用生命周期評價常用軟件——GaBi軟件本身已有的數據庫，綜合考慮該廠進行升級改造前后兩種工藝的具體情況，收集、檢測和歸納污水處理工藝過程中的各項數據資料，對兩種處理工藝列清單數據并將輸入與輸出進行方案建立[2]。

　　本文選擇CML2001中的三大類環境影響類別進行分析[3]，分別為：原材料與能源的消耗、污染和損壞。具體包括2類輸入：非生物枯竭因子(ADPE)、非生物消耗化石燃料(ADPF)和9類輸出：酸化潛力(AP)、富營養化潛力(EP)、淡水水生生態毒性(FAETP)、全球變暖潛能(GWP)、人類潛在毒性(HTP)、海洋水生生態毒性(MAETP)、臭氧層損耗潛力(ODP)、臭氧層創造潛力(POCP)和潛在生態毒性(TETP)。

　　為了方便比較，本文選擇CML2001-Nov.2010作為評價模型對上述方案的各項環境影響進行特征化[4]。為了使兩種工藝環境影響的比較顯示出來更加清晰，本文把A/O工藝各環境類別影響的貢獻值看作為1，然后讓A/A/O工藝的特征化結果與其比較，如圖1，得出上述9個特征化因子的環境影響比較圖。

　　可以看出，案例污水處理廠改造后的A/A/O工藝中來自富營養化潛力和海洋水生生態毒性的環境影響要明顯低于改造前的A/O工藝，而酸化潛力、淡水水生生態毒性、人類潛在毒性和潛在生態毒性的環境影響略低于改造前的A/O工藝，同時，來自全球變暖潛能、臭氧層損耗潛力和臭氧層創造潛力的環境影響略高于改造前的A/O工藝。

　　分析其結果：改造后出水水質明顯優于改造前的出水水質，這本身使得隨出水排放的COD、TN、TP等的污染負荷的濃度明顯減少，同時，改造后又有4萬m3/d的出水被用作了回用水，進一步減少了污染負荷的排放，從而使得改造后的A/A/O工藝中來自富營養化潛力和海洋水生生態毒性的環境影響明顯低于改造前的A/O工藝。另外，由于改造后A/A/O工藝增加了新的污水處理單元，使得改造后的電耗明顯高于改造前，而電能的產生本身會對環境產生影響，且改造后化學藥劑的使用有所增加，而化學藥劑的生產和使用也會對環境產生影響，這些環境的負效應抵消了部分上述因出水水質變優產生的環境正效應，使得改造后的A/A/O工藝在來自酸化潛力、淡水水生生態毒性、人類潛在毒性、潛在生態毒性、全球變暖潛能、臭氧層損耗潛力和臭氧層創造潛力的環境影響較改造前的A/O工藝沒有明顯優勢。但綜合分析，改造后的A/A/O工藝優與改造前的A/O工藝。

　　本文選擇CML2001-Nov.2010 EU25對特征化結果進行標準化，對改造前后兩種工藝進行比較，如圖2所示。

　　可以看出，在所研究的環境影響類別中，來自海洋水生生態毒性的環境影響貢獻最為顯著，且環境影響的貢獻值A/A/O工藝低于A/O工藝;其次是全球變暖潛能的環境影響貢獻略高，且改造前后沒有顯著變化;其它環境影響類別的環境影響貢獻很小。

　　分析標準化結果：無論改造前后，污水處理廠的污水均需全部或部分排入海洋，造成對海洋水生生態毒性的環境影響相對較大。又改造后A/A/O工藝的出水污染負荷濃度和排海水量均小于改造前的A/O工藝，所以其造成的對海洋水生生態毒性的環境影響也低于前者。另外，兩種工藝的污水處理階段和污泥處理階段均會產生溫室氣體，且兩種工藝均會產生電耗，電能的消耗也會有溫室氣體的產生，從而兩種工藝都對全球變暖產生影響。

　　綜上，基于GaBi軟件為輔助的生命周期評價，改造后的A/A/O工藝優于改造前的A/O工藝。為了進一步減少污水處理廠的環境影響，使得其對環境造成的影響更小，提出改善建議：污水處理廠實現減排的同時，也實現節能降耗，可以采用根據溶解氧實時調控曝氣量，使用水源熱泵等方式節約用電，盡可能地減少電能的消耗，以減少其所帶來的環境負荷;同時，化學藥劑的采購和使用應盡量高效，以減少化學藥品的用量;盡可能地增加污水回用量，節約用水，以增加其環境正效應;在有條件的情況下，盡量考慮污泥厭氧消化能源回用以及污泥N、P的回收，盡可能地減少能源和資源的消耗。

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