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敏感性分析和应用潜力
对4座城市的分析显示这些指示因子高度依赖于城市的地理情况和城市化发展水平。在剔除FRA场景之后(因为其环境影响表现最差),研究人员对剩下的四个场景进行了敏感性分析。结果显示,离海岸的距离和有效人口密度是城市水系统环境影响中最重要的两个指标。开发基于这两个指标的简单模型有助决策者选取适合自身城市情况的最终供水方案。
下图是基于土地使用的SWTF系统应用潜力分析,投射到x-y平面上的阴影面积代表SWTF作为替代性供水方案的程度。结果显示DSS与DSA相比,由于SANI所需占地面积更小,使得DSS的潜在环境效益更高。使用传统活性污泥法处理高盐度污水的话,城市需要距离海岸线30km以内;而应用SWTF-SANI系统的话,可以延长到60km。下图中c和d的对比可以看出SWTF比中水回用更具环保性,因为后者有与饮用水系统交叉污染的风险;另外与普通的FWA相比,DNA方案也没有明显优势。
基于对气候变化影响的分析则显示,对气候变化对SWTF的影响比土地使用的影响要低,这与敏感性分析结果一致。另外DSS也优于DSA。
综合以上分析,作者列出了一些人口密集的世界知名城市作为SWTF-SANI系统的潜在应用地点,其中包括中国澳门、日本东京、新加坡、美国纽约、中国宁波、印度孟买和西班牙巴塞罗那。
结论
这个LCA的分析结果验证了SWTF系统的环境可行性,但是它的应用依赖于城市离海岸的具体距离以及其有效人口密度。对于已开发的海边城市,如果其人口密度超过3000人/km2,而且离海边距离小于30公里,将更容易从SWTF系统获益,无论其他影响参数如何;如果进一步应用SANI污水处理工艺,海岸距离要求可以扩展至60km。考虑到大部分现代城市都能满足这些条件,新一代可持续发展的供水系统可以由淡水和海水供给的综合系统组成。
参考资料
Sustainable Application of a Novel Water Cycle Using Seawater for Toilet Flushing, Xiaoming Liu, Ji Dai, Di Wu, Feng Jiang, Guanghao Chen, Ho-Kwong Chui, Mark van Loosdrecht, Engineering 2 (2016) 460–469, doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.013
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