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污水处理模式革新之路

文章来源:http://www.cztaiju.com   作者:管理员  发布时间:2016-12-12 14:03:33  浏览量:244

           长久以来,城市污水处理厂的作用被当作是减少污水直排对当地受纳水体的污染。为了达到设定的水质标准,各种技术和手段被叠加或串联使用,主要目的就是将污水中的污染物分离去除或转化为无害物质,从而使水得到净化。为此,污水处理厂除了要消耗大量的电能和絮凝剂、消毒剂等化学药品外,还会有大量的剩余污泥和温室气体产生。
           据估算,我国污水处理行业的年电耗量占我国总电耗的2-3% 。除此之外,污水处理过程中产生的甲烷和氧化亚氮等温室气体,其排放量占我国非二氧化碳排放量的4-5%。在全球能源危机、气候变化和资源紧缺等背景下,污水处理的传统模式也正发生巨大改变,发展节能低碳和污水中可用物质有效循环和深度回用的污水处理新模式,受到了国际社会的广泛关注。然而,如何认识污水处理模式的环境可持续潜力缺乏科学且系统的方法。
           针对这一问题,来自中国科学院生态环境研究中心的研究人员提出了净环境效益(Net Environmental Benefit,NEB)的概念,即通过技术和政策等多维度去降低污水处理过程中因能耗、化学品使用和温室气体排放等问题产生的环境影响,并最大化循环和回用污水及污泥中的有用物质。针对这一概念,他们构建出面向节能、低碳与资源深度回收的污水处理多目标评估框架,并利用计算模拟与大数据方法,发展了指标权重算法及情景时序预测工具。
           利用上述的定量化评估方法(Quantitative Integrated Assessment Approach),研究人员从全球尺度评估了污水处理模式革新的环境可持续潜力。研究发现:发展节能低碳以及资源回收的污水处理新模式,有助于缓解污水处理过程产生的环境负荷,并显著提高污水处理的环境可持续能力。
           其中,发达国家实施新型污水处理模式后,污水处理的环境可持续潜力提高了1.5倍,而该数字对发展中国家而言不到0.6倍。Monte-Carlo分析进一步指出,发达国家推动模式改革后,污水处理获得净环境效益(NEB>0)的概率约65%,而发展中国家实现同一目标的可能性低于10%。从结果来看,虽然仍存在一定程度的不确定性,但依然给我们传递了非常强的信号:回收污水资源确实有利于提高污水处理的环境可持续能力。
           研究人员还指出,污水排放标准会显著影响污水处理模式的环境可持续潜力。为此,他们呼吁,未来推动污水处理模式改革,尤其是实施以资源深度回收为驱动的污水处理新模式时,应当考虑优化现行污水排放标准,实现技术创新(technological innovation)和适应政策(adaptive policy development)的协同调控与组合优化,以期进一步提高污水处理的环境可持续能力。
           除此之外,研究人员在未来情景分析中指出,全球不同国家地区推动和实施污水处理模式革新所带来的环境可持续潜力存在较大的差异,而发展中国家在借鉴发达国家污水资源化成功案例的同时,可通过减少化学品消耗和促进污水能源回收等策略去发展符合自身发展需要的污水处理新模式。