污水处理厂生命周期评价

1、课程设计污水处理厂全过程生命周期评价摘要：生命周期评价(LCA)作为一种环境管理工具，可以对当前的环境影响进行有效地定量化分析评价。本文通 过对污水处理厂工艺流程的分析 ，选取恶臭气味、固体废弃物、出水水质、有毒气体等典型环境影响评价因子，收集数据列出一份投入 一产出清单，并进行清单分析，在影响评价阶段对清单分析所识别的环境影响因子进行定量或 定性的表征评价，确定污水处理系统所排放的污染物对生态系统、人体健康等影响，最后通过评价结果提出优化厂区环境、减振降噪、减少污染物排放等改善措施，使污水处理厂发挥更大的社会、经济、环境效益。关键词：污水处理；生命周期；环境影响；污染生命周期评价(I o i

2、fe Cycle Assessment，LCA)是一种对某种产品或过程从最初的原材料开采、加工制造到最终处置的全过程的资源和环境影响进行分析与评价的方法1-4 o LCA在国外已经应用和发展了 30年,正成为政府和企业的主要环境管理工具，而在我国的应用尚处于起步阶段5-10。依据现有I . CA勺原则和技术框架的要求，对污水处理厂从建设、运行到拆除的全过程进行生命周期评价方法研究，在评价污水厂产 生的环境影响的同时，还考虑设施的资源和能源消水平，并将资源消耗和污染排放与环境问题紧密联系， 以全面分析评价一种工艺方案的优劣。1污水处理厂全过程生命周期将污水处理厂视作一个产品系统，即将污水处理厂作

3、为研究对象，虽然污水处理厂是一个减污项目， 但其产生的噪声、恶臭、污泥如不能得到有效的处理还可能造成二次污染，而且污水处理厂的出水水质不 能达标排放，也不能达到建设污水处理厂的真正目的。2污水处理厂LCA基本框架2.1评价目的通过考察设定边界范围内的污水处理厂的环境负荷、技术性能，从而确定主要的影响因子。2.2范围界定将污水处理厂运行过程中能源的消耗情况及其引起的环境污染和各个工序包含在讨论的范围内，城市污水处理厂生命周期评价系统及边界。2.3确定系统的功能单位一个污水处理设施的功能单元指其处理规模，即污水处理能力，用LCA评估不同工艺设施时必须先确定处理规模的大小。2. 4 LCA清单分析主

4、要是数据收集，并通过一些计算给岀产品系统给中输入输岀，作为下一步影响评价的依据。该污水处 理厂输入的资源包括物料和能源，输出的除了经过处理以后的产品水以外，还有向大气、水和土壤的污染 物排放。另外，在计算能源时要考虑使用的燃料和电力、能源的转化和分配效率与该能源相关的输入输岀。处理设施能量液体气体固体废弃物其他格栅废渣调节池电能UASB反应器电能沼气废弃污泥CAST 池电能污泥浓缩池恶臭气体浓缩污泥污泥泵房电能脱岀水恶臭气体脱水污泥噪声表1环境影响的因子分析本评价主要考虑的清单数据有以下几个方面。(1) 主要构筑物材料。刚才、矿及砌体等。(2) 恶臭气体排放强度。生命周期影响评价过程中根据现场

5、臭味嗅闻统计结果，得岀臭味强度等级,即可分析岀臭味对周围环境的影响程度(3)进水和出水的水质如下表2处理单元项目COD cr /mg/l）BOD 5/（ mg/l）SS/（ mg/l）进水1000550125隔油池出水1000550125去除率000进水1000550125UASB出水20011050去除率80%80%60%进水20011050CAST出水5016.520去除率75%85%60%(4) 能源的消耗。污水处理厂在处理污水过程中所消耗的电能。(5) 气态污染物的排放。因污水有些污染物质以气体的形式存在，污水本身所具有的臭味和污染性对污水 处理厂的环境有一定影响。(6 )固体废物。污

6、水处理的过程中产生大量的污泥，这些污泥不仅会散发出强烈的臭味，而且这些污泥含 水率高，体积大，不稳定还容易腐败，占用大片土地面积。(7)噪声。2.5生命周期评价确定生命周期的评价是对清单分析阶段所识别的各种排放物对环境的影响进行定量或定性的表征评价，污水厂生命周期中物质、能量交换对其外部环境的影响，一般可分为3个过程：分类、特征化和评价。2.5.1 分类影响分类目的是根据生命周期评价的范围来确定的。该污水处理厂污染物的排放对环境的影响主要有三个大的方面，即资源的影响、非生态系统的影响、人类健康和生态毒性的影响三种，具体影像类分别纳入相应的类别。见表4输入输出物质性质影响项目原材料，化学药剂不可

7、再生不可再生资源的使用或破坏原材料，水可再生可再生资源燃料，点能量能量使用固体废物填埋非有害废弃物固体废弃物填埋空间的占用表4自然资源的影响输入输岀物质属性影响类目气体温室气体全球变暖气体臭氧层破坏物质同温层臭氧成破坏气体导致光化学烟雾物质光化学烟雾气体通过反应得到 H的物质酸化气体含有N和P的物质水体富营养化气体需氧量水质：COD气体悬浮物水质：TSS表5非生命生态系统的影响输入输岀物质属性影响类目原料气体，水体毒性物质长期人体健康气体恶臭物质美学影响(气味)气体毒性物质水生生态毒性气体。水毒性物质陆生生态毒性表6人类健康和生态毒性的影响2.5.2 特征化特征化的目的是将每一个影响类目中的不

8、同物质转化和汇总成为统一的单元。目前研究特征化的计算 模式有很多种，主要有导入、相关性系数和内在特性评分等方法。该污水处理厂的生命周期评价对不同的 影响类别均采用导入的方法。得出几方面特征化结果。(1) 厂区大气环境的影响。一方面，所散发的气体中有毒有害物质会对人体造成伤害，严重时还可以导致 工作人员窒息死亡；另一方面，污水和生产的大量污泥产生的恶臭气体，会严重刺激人类的嗅觉器官，使 人产生不舒服的感觉。(2) 固体废物的影响分析。该厂的污水处理工艺为节省投资，降低运行费用，避免重复处理，所以既不做 污泥厌氧消化，也不做专门的污泥好样稳定化处理，污泥在污泥泵房经浓缩后，产生的污泥全部送到垃圾

9、填埋场填埋。(3 )噪声环境的影响。污水处理工艺中，所需要的污水处理设施基本已经实现机械化，所以污水处理厂内 不可避免地产生噪音。(4) 同温层的抽样破坏和光化学烟雾影响。污水处理中大量有毒有害气体，这些物质的排放必然会严重破 坏臭氧层，形成光化学烟雾，间接对人体和生态环境造成损坏。(5) 出水水质影响分析。依据污水综合排放标准(GB 8978 1996)中的一级标准。排放以后不会对自 然水体造成二次污染，净化效果良好，对污染谁的修复可实现其最大效益。(6 )资源和能源使用。资源和能量的使用会造成可再生和不可再生资源的损害，对污水处理厂而言，特别 是耗电量，占有大部分输出。2.5.3 标准化从

10、概念上讲，生命周期影响评价有三个过程即影响分类、特征化和标准化。国际标准ISO14042生命周期影响评价中认为，分类和特征化是必须要求的，而标准化是根据研究母的可选择的。该污水处理厂的评 价重点在于通过对污水处理厂的整个生命周期进行评价，得出污水处理厂所选工艺在处理污水的过程中对 环境影响的大小，对环境增加负荷。所以，在此不考虑各个设施影响标准化。3结论通过该污水处理厂整个生命周期进行评价，其采用的工艺成熟可靠，可以满足稳定达标排放要求，大大 削减了水资源中COD等污染物的量。从总体上分析来看，虽然此污水处理厂在运行过程中对周围环境造成一 定影响，但其总体效果却是水资源环境方向发展的，危害与好

11、处相比较，利大于弊，且不足之处可以不断 完善。处理效果良好，出水各标准均满足污水综合排放一级标准(GB8978-1996)，出水经深度处理可用于绿化、冬季锅炉冲渣，能节约大量的水资源，而经离心处理后的污泥可外运作肥料。参考文献：1 邓南圣，王小兵生命周期评价I-M.北京：化学工业出版社。2003: 9-21 .2 黄春林，张建强.生命周期评价综论J.环境技术，2004，22(1) : 2932.3 宋丹娜，柴立元，何德文.生命周期评价模型综述J.工业安全与环保，2006，32(12) : 3840.4 姜金龙，吴玉萍。马军生命周期评价的技术框架及研究进展J.兰州理工大学学报，2005，31(4

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