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题名	基于节能减排的污水处理过程评价方法与调控模式研究
作者	王旭
学位类别	博士
答辩日期	2013-05
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	刘俊新
关键词	污水处理 节能减排 资源回收 评价方法 调控模式 wastewater treatment energy conservation and emission reduction resource recovery assessment methodology regulation pattern
其他题名	Assessment Methodology and Regulation Pattern for Wastewater Treatment Processes Aimed at Energy Conservation and Emission Reduction
学位专业	环境工程
中文摘要	污水处理工艺的高耗能、污泥处理处置难、排放温室气体等问题已引起人们的关注。但当前的污水处理工艺评价侧重其处理效能、出水水质及尾水对受纳水体的环境影响，却忽视了污水中可用物质资源化回收的潜能。本文将污水中有机物和氮磷等物质资源化回收作为重要评价指标引入到污水处理的评价中，并基于环境影响最小化和资源回收与利用最大化的理念构建新型的污水处理评价技术体系，以及污染物定向转化的调控模式，为高效节能低碳与资源回收的污水处理新工艺系统的构建提供科学方法和技术支撑。      利用生命周期评价法从化学品消耗量、能耗水平和温室气体清单排放量等角度对6种典型的污水处理工艺流程进行环境影响清单分析，并在此基础上，研究污水排放标准对污水处理所产生环境负担的影响。结果表明，严格的污水排放标准虽然保障了受纳水体的环境质量，却加深了污水处理对环境的综合影响。为此，本文提出了新型的污水处理多目标管理评估框架。对相同的污水处理工艺流程的评估结果表明，将污水中的有机物和氮磷等物质进行资源化回收可以有效降低污水处理对环境的综合影响，即使提高污水排放标准，对环境的影响也不一定增大。      污水处理多目标管理评估框架中涉及多个评价指标，而各指标的重要程度有一定的差异，其权重值的确定将影响评价结论的科学合理性。为此，本文利用全球时间序列数据库对各指标的权重进行定义。对1990年至2009年间52个国家的相关数据进行整理分析，结果表明：①各指标的相对权重值在不同国家（地区）和不同历史时期存在较大的区别；②指标的权重值凸显了某一时期的关注重点。总体来看，对于同一评价指标，发展中国家与发达国家的权重值差距明显，同时也具有一定的规律，例如，发达国家生物质能回收的相对权重在2000年至2009年呈现了比较明显的增长趋势，而发展中国家在2000年至2009年间生物质能回收的权重变化趋势与发达国家在1990年至2000年的趋势大致相同，也就是说，部分指标权重出现了发展中国家跟随发达国家的情况。利用统计学原理，本文建立基于历史数据的权重预测模型。基于权重的污水处理多目标管理的情景模拟与预测表明，对于发达国家而言，以鸟粪石形式进行磷资源回收是其未来降低污水处理环境影响最行之有效的举措，而以污泥堆肥形式进行营养物回收则是发展中国家实现污水处理可持续发展最奏效的实施策略。      本研究亦表明，污水中有机底物的类型会明显影响污水处理过程中的能耗水平和污染物资源化潜能。需要特别指出的是，当污水处理系统中的底物为乙酸时，有利于微生物对有机物的贮存，削减了有机物直接氧化降解的比例，可有效降低污水处理的耗能水平，而且能促进污水中磷的回收。基于此，本文提出了污水处理定向调控模式。相比传统的污水处理模式，在出水满足国家一级A标准的前提下，定向调控模式可节省62.3%的运行能耗，可减少41.7%的温室气体排放总量，同时可实现外加碳源与化学除磷剂的零消耗；另外，在维持自身耗能运行的同时，每处理一立方米的污水能够净回收0.34 kWh的能量。
公开日期	2014-09-04
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7675]
专题	生态环境研究中心_水污染控制实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	王旭. 基于节能减排的污水处理过程评价方法与调控模式研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013.

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