污水科学处理方法论文提纲

2022-11-15

论文题目：基于LCA的污水处理厂环境影响评价及能源回收优化研究

摘要：污水处理是一项环保工程,将含有高污染物的污水经处理达标后排放,减少了污染物的排放量,保护了水环境。但污水处理又是一项高能耗的工程,需消耗大量能源,且产生其它二次污染。传统污水处理厂环境影响评价方法,未能充分考虑不同阶段对环境产生的总负荷,存在一定局限性。而生命周期评价（Life Cycle Assessment,LCA）作为国际流行、标准化的科学评估方法,是一种量化研究对象所有阶段环境影响的技术。LCA不仅考虑到整体物质和能源的输入,输出流,还考虑到整个生命周期对系统潜在环境影响的评价。将LCA应用于污水处理厂环境影响评价时,LCA不仅限于某个阶段或某个指标,还可覆盖污水处理厂的整个生命周期,这有助于发现污水处理过程中环境问题的根本原因,有利于实现污水处理的整体过程控制。鉴于此,本研究选用LCA,借助生命周期Ga Bi软件的辅助,以吉林省某污水处理厂为案例,收集并整理污水处理厂升级改造前后CAST工艺与A~2/O-MBR工艺各种相关数据,全面分析和评估污水处理厂升级改造项目的环境影响;同时,在现有污水处理工艺条件下,添加高效能源回收手段,评估其对污水处理厂环境综合影响的改善意义,从而最终实现可持续发展目标。其研究结果具体如下:1)目标污水处理厂酸化潜力（AP）、富营养化潜力（EP）、淡水生态毒性潜力（FAETP）、全球变暖潜力（GWP）、人体毒性潜力（HTP）、臭氧层耗竭潜力（ODP）、光化学烟雾产生潜力（POCP）和陆地生态毒性潜力（TETP）8种环境影响类别权重值依次为0.24、0.17、0.09、0.33、0.05、0.03、0.02和0.06。其中,GWP权重值最高,POCP权重值最低。2)目标污水处理厂升级改造前后CAST工艺与A~2/O-MBR工艺,环境综合影响潜值从改造前的2.27x10-6/FU增加至改造后的工艺3.77x10-6/FU,增幅达到66.52%。8种环境影响类别中,除EP外的其他环境影响潜值,改造后均大于改造前,即污水处理厂升级改造后,其增加的负面环境影响大于水质提升所带来的环境效益。因此,在保证出水水质质量的同时,需通过技术改进节能降耗或进行能源回收来降低环境影响。目标污水处理厂8种环境影响类别中,除改造前CAST工艺ODP污泥处理阶段＞生物处理阶段＞预处理阶段之外,其他环境影响类别改造前后CAST工艺与A~2/O-MBR工艺均是生物处理阶段＞污泥处理阶段＞预处理阶段。GWP、HTP、EP和AP是目标污水处理厂主要环境影响类别。其中,GWP、HTP和AP的影响主要来自污水处理厂生物处理电,而EP的影响主要来自生物处理过程。主要的环境影响来源GWP为CO2和CH4,HTP为砷和镍,EP为出水排放中的P、N和COD,AP为SO2和NOx等酸化气体。3)基于当前目标污水处理厂A~2/O-MBR工艺,以弥补升级改造前后电耗赤字为前提,提出添加水源热泵和厌氧消化的高效能源回收方案。实施能源回收后的污水处理厂环境影响潜值从回收前的3.77x10-6/FU,下降到1.79x10-6/FU,其降幅达52.59%。其中,降低值最大的环境影响类别为GWP,其次为HTP,而ODP降低最小。而相比升级改造前CAST工艺,能源回收后的环境影响潜值也下降21.05%,其降低主要来自EP与ODP环境影响类别。能源回收方案满足出水水质标准的情况下,综合环境影响也得到改善,故在未来污水处理厂运行过程中,应关注能源回收问题,从而改善污水处理厂的环境影响。

关键词：生命周期评价;污水处理厂;环境影响评价;能源回收;优化

学科专业：地理学

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景、目的及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 污水处理厂研究现状

1.2.2 生命周期评价理论发展现状

1.2.3 生命周期评价在污水处理中的应用现状