环境工程管理 61P

1、环 境 工 程 管 理,Company Logo,概 述,Company Logo,一、 环境工程与环境工程管理,1、环境工程的内容,Company Logo,在可持续发展观念的指导下，按照规划，协调发展与环境的关系，运用经济、法律、行政、技术等手段，促使它不仅研究防治环境污染和公害的工程技术措施，而且研究自然资源的保护和合理利用，探索废物资源化的技术，改革生产工艺，改革生产工艺，推行少害生产系统或清洁生产技术，并且按照区域环境进行运筹学的管理，以获得较大的环境效益和经济效益。,2、环境工程管理的含义,Company Logo,3、环境工程管理的内容,通过制定工程技术标准、技术规范和相关政策，

2、对工程技术路线、方法、生产工艺进行技术经济和环境影响评价，限制损害人类环境质量的生产、技术活动；鼓励开发清洁生产技术，节能降耗技术等一切有利于改善环境质量的工程技术，以便获得良好的环境经济效果。,Company Logo,4、环境工程管理的要求,1,制定完善而系统的各种标准、环境监测规范等工作,将环境保护的要求纳入到各个行业、地区的产品设计标准、设计规范中,开展对工程技术路线、生产工艺的环境影响评价,对环境工程技术进行综合评价，推荐防治污染的最佳可行技术,TEXT,对各种环境问题提出综合防治途径和对策,2,3,4,5,Company Logo,二、 产业结构与行业排污特征,1、产业结构 第一产

3、业：包括农业、畜牧业、渔业、林业。 第二产业：包括工业、建筑业、地质普查与勘探业。 第三产业：第一、第二产业以外的其余部门。 第一层次：指直接为生产和生活服务的部门，如饮食业、保险业等； 第二层次：指为社会公共需要服务的部门，包括政府机关、人民团体、军队和警察等。,Company Logo,2、行业排污特征 （1）产业结构的排污特征 第一产业以有机污染为主，造成水体中的BOD5和N、P升高。 第二产业引起有机污染、无机污染、有毒有害物质污染。 第三产业以有机污染物排放为主。 （2）行业的排污特征 行业的排污特征一般用排污系数来表示。 一类为价值型排污系数，即某行业每万元产值排出各种主要污染物的

4、绝对数量，受到市场价格变化和国际货币不同的影响，缺乏一定的可比性； 一类为实物型排污系数，即某行业生产每单位产品中过程中排出各种主要污染物的绝对数量，具有一定的可比性。,Company Logo,第二节 污染防治工程管理（上）,Company Logo,一、大气污染防治工程,（一）大气污染 定义 ：大气污染是指进人大气层的污染物的浓度超过环境所能允许的极限，改变正常大气的组成，破坏其物理、化学和生态平衡体系，使大气质量恶化，从而危害人类生活、生产、健康，损害自然资源，给正常的工农业带来不良后果的大气状况。,大气污染,Company Logo,举例：受大气污染危害 云冈石窟以十倍速度风化 受大气

5、污染危害，世界文化遗产云冈石窟10年的风化速度相当于自然状态下的100年。目前对石窟环境影响最大的是距其不足千米的大同煤业集团晋华宫矿两座大型煤矸石山。 石窟松软的质地特征极易受风雨侵蚀，尤其是酸性物质的侵蚀。据介绍，大同煤业集团晋华宫矿的两座大型煤矸石山含硫量极高，且自燃现象严重，造成该地区局部性的酸雨现象。如果这种状况持续下去，若干年后石窟将不复存在。,Company Logo,（二）大气污染源 1生活污染源（如人们做饭、取暖燃料燃烧） 2工业及农业污染源 3交通污染源,Company Logo,（三）颗粒污染物的净化方法1、颗粒污染物的分类 大气中的烟尘主要是由于固体燃料（煤）的燃烧产生

6、的。 我们根据烟尘（颗粒污染物组成）的特性，可以将其分为粉尘、烟和雾三种类型。,Company Logo,2、颗粒污染物的去除方法及设备 去除大气中颗粒污染物的方法很多，根据它的作用原理，可以分为下列四种类型： 干法去除颗粒污染物 湿法去除颗粒污染物 过滤法去除颗粒污染物 静电法去除颗粒污染物,Company Logo,（四）气态污染物的治理 1吸收法 吸收可分为化学吸收和物理吸收两大类。 2吸附法 吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。,Company Lo

7、go,二、水污染防治工程,（一）水污染防治的根本原则 1.“防”对污染源的控制通过有效控制使污染源排放的污染物减到最少量。 2.“治”对废水进行处理，以达到国家或地方的排放标准。 3.“管”对污染源，水体及处理设施的管理。,Company Logo,（二）废水处理过程分为三级： 1、废水的一级处理 方式：物理处理，如沉降、砂虑、气浮等。 目的：主要去除废水中的漂浮物及部分悬浮状污染物，以减轻水质的腐化程度和后续处理工艺负荷。 2、废水的二级处理 方式：以生物处理为主要手段，如活性污泥法、生物膜法等。 目的：去除废水中呈可溶态、胶态的有机污染物及部分氮、磷元素。 3、废水的三级处理 方式：根据用

8、户对水质的要求，建立不同的处理工艺组合，常采用化学处理方法，如中和、化学沉淀、氧化还原等。 目的：去除氮、磷、重金属、病原微生物及其他有毒物质，达到废水的回用。,Company Logo,水俣病患者,水俣病发病原因,“自杀猫”与水俣病,Company Logo,三、固体废物的处理与处置工程,1.进行无害化处理，如填埋、焚烧等； 2.进行资源化处理，如工矿业废物制造建筑材料，农业废物制取沼气等； 3.进行减量化处理。,Company Logo,噪声污染防治 1噪声的来源 （1）交通噪声 （2）工业噪声 （3）建筑施工噪声 （4）社会生活噪声,四、噪声及其他公害防治技术,Company Logo,

9、1961年，美国空军F-104喷气战斗机在俄克拉马荷马市上空作超音速飞行实验，飞行高度为10Km，每天飞行8次，6个月内使一个农场的1万只鸡被飞机的轰响声杀死6000只。,噪声污染实例,Company Logo,2噪声控制的一般原理 （1）声源的控制 （2）传播途径的控制 （3）接受者的防护,Company Logo,第二节 污染防治工程管理（下）,Company Logo,1防治结合，以防为主，综合治理 （1）在计划、设计过程中，要注意防止环境污染。 （2）在生产过程中消除或减少污染。 2合理利用环境自净能力，人工治理与自然净化相结合 （1）通过全面规划、合理布局，合理利用环境自净能力。 （

10、2）根据区域环境特征，大气、水体、土壤的自然净化能力，制定经济合理的污染物排放标准和排放方式。 （3）人工治理措施与利用环境自净能力相结合。,一、污染防治工程的基本要求,Company Logo,3分散治理与区域防治相结合 （1）工业污染控制必须把厂内治理与区域污染防治相结合。 （2）要以企业分散防治为基础进行区域污染综合防治。 4综合利用与无害化处理相结合 （1）提高自然资源利用率，减少污染物的流失。 （2）实现工业“三废”及其他废物的资源化。 5结合区域实际，把环境效益与经济效益相结合,Company Logo,二、污染防治工程的运行管理,（一）单元环境工程运行管理 1分析产生污染物的生产

11、工艺和现有的治理技术状况； 2重视对现行生产工艺的改进，减少污染物的排放量； 3掌握污染物排放量、性质（组分）、浓度； 4确定污染治理工艺、设计参数、配方、装置等； 5严格工业操作条件，确保达到处理效果和技术经济指标。,Company Logo,（二）系统的环境工程运行管理 系统的环境工程运行管理是用系统方法来解决和处理环境工程问题，它不仅包括单元环境工程，还包括环境规划和环境污染控制方案等综合防治问题。 （1）总量控制的四个基本量 环境容量； 受纳水域允许纳污量； 控制区域容许排污量； 排放口总量控制负荷指标。,Company Logo,（2）总量控制的负荷分配 总量控制的核心是将负荷分配到

12、源； 环境容量资源分配； 污染负荷的技术、经济优化分配； 总量控制中两步分配的特点。 （3）总量控制的技术关键,Company Logo,产生者,容器 处理处置,储存,收集运输,对于固体废物产生者,要求其按照有关标准,将所产生的废物分类,并用符合法定标准的容器包装,做好标记、登记记录、建立废物(主要是危险废物)清单,待收集运输者运出,并向环境保护部门进行排污申报,对于不同废物,要求采用不同容器包装,储存管理是指对于固体废物进行管理与处置前的储存过程,实行严格控制,收集管理是指对各厂家的收集实行管理,运输管理是指收集过程中的运输和收集后运送到中转站,或处理处置厂的过程,所需实行的污染控制,TEX

13、T,综合利用管理是包括用于农业、建材、回收资源和能源过程中污染的控制,综合利用,三、 固体废物的管理内容,处理处置管理包括有控堆放、卫生填埋、安全镇埋、深地层处置、焚化、生化,Company Logo,第三节 环境工程优化决策,Company Logo,一、环境工程优化的一般程序,1确定行业控制目标 （1）绘制主要产品生产工艺流程图，物料流失平衡图； （2）确定重点排污位置，进行水质水量验证； （3）分析有代表性的生产周期污染物变化，水量变化图； （4）考察排污量与水质现状的定量关系，绘制排污曲线； （5）与同行业进行对比，提出控制措施。 2确定污染源最佳生产工艺下废水排放浓度及最佳处理技术

14、（1）对污染源控制措施进行技术，经济可行性分析； （2）调整污染源最佳生产工艺下污水排放浓度； （3）确定最佳生产工艺下，最佳废水吹了方案。,Company Logo,3区域集中控制工程 （1）尽可能建立区域污水厂实现区域联片治理； （2）实施城市环境综合治理，改变工业布局，关、停、并、转污染严重的企业； （3）选择污水排放去向。 4总量控制方案的环境、社会、经济效益及分析实施的可行性。 5环境目标可达性评价 从以下几个方面考虑： 功能区功能改变或调整，混合区利用是否可性，是否有不可挽回的环境影响； 提高水环境质量与加强给水处理两条不同途径的成本效益比较； 各专业用水区的水质是否得到了更有效的

15、保护； 能否保证污染物削减方案分期实施； 削减污染物治理方案的经济承受能力和分析实施计划； 将环境保护目标与负荷分配目标怎样落实到环境综合整治定量考核和目标管理责任制。,Company Logo,6优化决策 （1）削减某一指定负荷量的最优组合治理方案； （2）参照某水平年排放量的削减控制方案； （3）达到治理目标的投资最小。 7政策协调和行政决策 （1）解决理论优化和实际的关系； （2）解决政策配套中新与旧的矛盾； （3）确定分期实施方案； （4）“三同时”政策协调； （5）排污收费政策协调。 8审核发放许可证 （1）确定许可证发放范围，许可证内容及类型； （2）建立许可证监督管理办法、管理体

16、制，经费补偿办法。,Company Logo,二、城市污水处理厂设计中的优化决策,（一）污水处理厂设计规模 1设计规模的确定 污水处理厂设计规模包含设计水量及设计进水水质浓度，是污水处理厂工艺选择及设计的基础数据，特别是污水处理厂有除磷脱氮要求时，除需确定常规污染物浓度外，还应确定营养物浓度、碱度等水质特性，应当引起设计人员的足够重视。,Company Logo,2.设计水量 污水处理厂的水量规模，应根据城市历年供水节水统计资料，以现状年的用水量为基础，以年增长率法预测污水处理厂收水范围内设计年限的需水量，并实测市区主要排污口的水量，以实测污水折减系数确定其水量规模。对于截流式合流制管网系统，

17、还应结合管网设计，计算雨季设计水量，做为工艺选择及各项构筑物计算依据。 3. 设计进水水质 污水处理厂的设计进水水质，在市区选择几个有代表性的排污口，定期实测其水质水量，采用加权平均确定其现状水质浓度，以此为基础，结合其它监测资料并考虑一定余地，确定设计进水水质。因不同城市产业结构的差异，切忌简单类比。,Company Logo,4.近期建设规模 污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩建。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。原因如下： 中小城市污水管网普及率较低，污水管网的

18、改造耗时较长，至少3-5年。 中小城市基础资料缺乏，存在诸多不确定因素，如产业结构调整、某些重点污染企业的周期性运行等，其水质水量较难准确预测。如果近期建设规模过大，污水处理厂长期达不到设计规模，造成大量设备闲置，投资效益降低。,Company Logo,（二）处理工艺 1 处理工艺类型及选择 随着环境及法规的压力，城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺，在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类，活性污泥法因其处理效率高，在城市污水处理厂得到广泛应用。 活性污泥法有许多种型式，使用广泛的主要有以下三种类型：传统活性污泥法及其改进型A/0、A2/0、AB工艺，氧化沟工艺，SBR工艺。 传统活性污

19、泥及其改进型A/0、A2/0、AB工艺，处理单元多，操作管理复杂，尤其是污泥厌氧消化工艺，对管理水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量，根据我国污水处理的实践经验，污水处理厂设计规模达到20104m3/d以上，才具有经济性。,Company Logo,中小城市污水处理厂，设计规模一般在10104m3/d以下，由于其技术力量相对较弱，采用氧化沟和SBR工艺具有明显优势。其优点如下： （1）氧化沟法和SBR法的抗冲击负荷能力强，能够适应中小城市水质水量变化大的特点。 （2）氧化沟和SBR法，通常不设初沉池和污泥消化系统，工艺流程简单，适合管理水平相对较低的中小城市。 （3）氧化沟和SBR法的基

20、建费用低。,Company Logo,2. 雨水冲击负荷与污泥流失 在排水管网为合流制的条件下，进入污水处理厂的污水流量雨天是晴天的2-4倍，当出现雨水冲击负荷时，大量活性污泥从曝气池转移至二沉池，并造成污泥流失。在常规处理系统中，通常设置超越管，在生物曝气池前溢流，或分流部分冲击负荷至二沉池，通过停开曝气器让污泥在曝气池内沉淀，防止污泥流失。但上述方式都不能使有机物得到有效降解。改进型Orbal氧化沟工艺和SBR工艺可解决上述问题。,Company Logo,（1）改进型Orabl氧化沟工艺 Orabl氧化沟由三条椭圆形同心沟渠组成，污水由外沟依次进入中间沟及内沟，各沟内的有机物浓度和溶解氧

21、浓度均不相同，在去除有机物的同时，可实现除磷脱氮的目的。经改进的Orabl氧化沟设计为雨水分流的运行模式，当雨水高峰流量发生时，可将进水切换至中间沟道，而回流污泥仍连续送往外沟道，使其在外沟道贮存并得到曝气，可有效地防止活性污泥的流失，同时使有机物得到降解。当雨水冲击负荷停止后，系统切换至正常运行状态。,Company Logo,（2）SBR工艺 SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。 SBR池通常每个周期运行4-

22、6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。,Company Logo,案例教学,一、优化方法分类,Company Logo,1水污染治理工程方案多级估量分析模型设计 多级估量分析是一种定性、定量相结合的模型统计方法，其任务是要在几种相互矛盾的目标之间进行综合评判与决策。水污染控制规划的多级估量分析，实质上就是治理方案被决策者确定的程度，也就是实施的可行性。 水污染治理工程方案是在未来资金，技术条件等方面不十分准确的情况下拟合的，也就是在模糊条件下进行决策的，所以是一个模糊决

23、策。要想预测治理的可行性，必须依靠心理测量的决策过程，即使治理工程方案被决策部门、领导、专家及有关人员所认识，并且又以多级估量模型反映出来，对治理工程等控制对策进行必要性、可行性分析。,Company Logo,1.1评定方法设有一种治理方案，从必要性与可行性两个方面进行综合考察。首先确定和水污染治理方案有关的决策部门、领导、专家及有关人员，发给每一评定人2张表(见表1、2)，对每个方案的必要性、可行性分别在表格中画“”，每竖列必须打一个而且仅能打一个勾。表1意味着评定人对该项水污染治理方案的印象是：若说“很不必要”，他的态度是少许赞成的；若说“较不必要”，他的态度是坚决赞成的；说“中等”，他

24、少许赞成；说“较必要”，他中立；说“很必要”，他坚决反对, 表1可转化为5个点：(0，0.75), (0.25，1), (0.5，0.75), (0.75，0.5), (1，0)，5个点联成的折线为0，1上的一个必要性模糊子集。表2亦同理。,Company Logo,Company Logo,社对该方案进行了n人次评定，则评定结果可用2个5维向量(p1i, p2i, p3i, p4i,p5i);(q1i,q2i,q3i,q4i,q5i)，(i=1，2，n)来表示，其中p1i,p2i, p3i, p4i, p5i表示必要性置信度，q1i,q2i,q3i,q4i,q5i表示可行性置信度。记ai=0

25、.25p2i0.5p3i0.75p4ip5ibi0.25q2i0.5q3i0.75q4iq5ii=1，2，, n相应地作为该治理方案必要性，可行性程度的点估计。,Company Logo,式中：、为该方案必要性，可行性程度的置信度。令,Company Logo,则xi(1),xi(2)，yi(1), yi(2)为该治理方案第i次评定的必要性，可行性程度的置信区间，其构成一矩形(见图1)。,图1污水治理工程必要性、可行性置信区间,Company Logo,令(x,y)= x(1)i,x(2)i*y(1)i,y(2)i(x,y)这里 x(1)i,x(2)i*y(1)i,y(2)i (x,y) 式中

26、:(x,y)表示矩形对(x,y)的覆盖率。,Company Logo,1.2权重值的确定 现有的多因素评判或决策方法多是对诸因素给一定的权重分配，然后通过加权平均或其它方式得出综合的评价，这样得到的权值数是定值，称之为常权。但人脑对客观事物进行抉择时所运用的并不是常权。在一个决策过程中，人们对每一因素的权衡都要随着过程的具体进程而不断变化，这是一种随时间变化的权数，以必要性与可行性而论，当一个方案可行性程度很低，低到可允许范围以下的时候，再必要的方案也不能付诸实施，这说明，当方案可行性很低时，必要性的权重地位也降低。 式中：w1(x,y)为必要性变权;w2(x,y)为可行性变权;w1(x,y)

27、+w2(x,y)=1，为用普通常数方法得到的权重比（简称常权比），=w2/w1。,Company Logo,1.2.1必要性常权值的确定污水治理工程的必要性常权值的确定，主要取决于治理工程对控制断面达到控制目标的贡献比重。因此，必要性权值的确定按下式计算： 式中：w1为必要性常权（若w11，其值取1）；q为某治理工程污染物的削减量（kg/d）；c1为某排污口（支流）污染物预测排放量（kg/d）；c为某排污口（支流）污染物允许排放量（kg/d）。,Company Logo,1.2.2可行性常权值的确定治理工程的可行性受到资金来源、技术等条件所限制，但对于治理工程是否可行，主要取决于资金来源。由于

28、资金不足，可以导致优化方案不一定是可行性方案，许多优化方案不能付诸实施。所以采用以下既符合实际情况，又直观简便的方法确定可行性常权值。 式中：w2为可行性常权（若w21，其值取1）；r为排污收费回用系数；p1为可筹集的资金，对于工厂主要是排污收费现存累积数；p2为治理工程所需投资。,Company Logo,1.2.3治理工程方案多级估量综合分析模型设计 E= 式中：E为必要性与可行性的综合程度。,Company Logo,2实例研究某市为了控制水环境污染，提高水环境质量，增加水利资源，最大限度地满足城市经济发展和人民生活水平提高的要求，制订了一系列水污染治理工程方案。为确定治理工程方案付诸实施的可能性，与治理单位共同研究确定。初选26个治理工程方案，对其进行多级估量分析。,Company Logo,2.1方案特点2.1.1治理工程方案实用性相对较强，大部分除了有环境效益，间接经济效益外，还有相当可观的直接经济效益。2.1.2治理工程与技术改造和改革工艺相结合，扩大了资金来源，解决了财力不足。2.1.3治理工程环境效益明显，对河流污染控制效果