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郝晓地:资源回收可以改善水环境

北极星水处理网  来源:净水技术  作者:郝晓地  2019/12/16 9:10:43  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污水处理 水环境 郝晓地

北极星水处理网讯:2013年11月,浙江省委、省政府深入贯彻落实习近平总书记治国理政新理念、新思想、新战略,坚持以五大发展理念为引领,统筹推进治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水,“五水共治”,综合解决水环境污染、水资源短缺、水安全保障和水生态修复问题。

2019年11月27日,在第十四届中国城镇水务发展国际研讨会《城镇排水系统提质增效优化运行》分论坛上,北京建筑大学教授郝晓地发表了演讲——《资源回收:改善水环境,有益总环境》。

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背景

我国污水处理事业取得了显著成就,污水处理厂建设升级改造,提升了污水处理率。但是,目前污水处理厂因为排标提高导致能量以及化学药剂消耗量大,运营成本压力大;另一方面,能量和资源回收项目示范案例较少。从定性的角度看,还有存在“污染转嫁”的问题,从水污染转嫁到大气污染土壤污染,改善水环境的同时对其他环境造成负面影响,例如温室气体排放,污泥填埋占地等。

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郝教授将污水处理发展方向总结为:一个中心(可持续),两个基本点(磷回收与碳中和)。污水蕴含总能量=90%(热能)+10%(化学能)。我国污水厂进水COD较低(200—250 mg/L,南方部分地区进水不足100 mg/L),而污水中化学能通过产甲烷后热电联产仅能回收<15%。资源/能源回收乃实现“净—零”总环境影响之重要举措。

为了研究水污染对整个环境的影响,使用全生命周期分析(LCA)本地化,并对提出方案进行环境影响评价分析。LCA是非常成熟的评价工具,国内外都在用,只是我国使用更多的是国外的参数。LCA的评价的程序包括目标和范围确定、清单分析、环境影响评价(分类、特征化)、环境综合影响指标(LCIA)以及结果分析与影响改善等等。一方面,可以根据我国的统计年鉴进行归一化准值;另一方面,可以用层次分析法构建权重,将各环境影响两两比较,并综合计算权重。

传统上我们基本只关注污水处理厂的运营,很少地去考察它的建设阶段,更不考虑将来的拆除阶段。作为一个全生命周期来说,建设、运营、拆除这3个阶段都是环境影响评价的内容,都应当考虑。

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传统污水处理厂分析

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运行阶段环境影响占比最大(平均>90%),与目前污水处理LCA评价结论一致。 二期工程建设阶段的环境影响占比均高于一期工程(非生物资源枯竭潜能ADP增大一倍),原因是采用五段 Bardenpho工艺,处理流程更长,投入资源更多。无资源回收的传统污水厂,所有环境影响结果均为正值;填埋空间消耗(LSD)值最高,常规污泥填埋处理手段对土地生态影响严重;全球变暖(GWP)和大气酸化(AP)也是主要影响,污水处理过程伴随着“污染转嫁”。弊端主要是污水处理厂提标改造,需要更多能源药剂投入,必然导致环境影响继续增加。因此,减量总环境影响,亟需进行资源回收,以弥补总环境影响。

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资源型污水处理厂分析

各环境影响类别归一化结果中,减量最大的是填埋空间消耗(LSD),原因是实施了污泥焚烧和灰分磷回收并用作建材,污泥固废可零排放,因而运行阶段无需消耗土地资源。全球变暖(GWP),大气酸化(AP),非生物资源枯竭(ADP),人体毒性(HTP)和淡水资源消耗(FWU)环境影响值均由正变负,产生正环境效益,其中FWU降幅最大(640%和620%)。

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各过程贡献如下:

能量回收(热能+化学能)是环境影响减量的主力,使GWP, AP, ADP和HTP降低46%—77%;

焚烧使得污泥体积大大减量,灰分制建材进一步避免基准情景中污泥所消耗的填埋空间(94%);

再生水100%回用于附近电厂工业冷却,抵消污水处理厂自身的淡水消耗后,剩余可抵消冷却水生产过程中的淡水消耗(99%);

磷回收避免了宝贵且稀缺的磷矿资源开采,减少了40%的ADP(非生物资源枯竭) 影响。

实施高效资源回收策略后,案例污水厂LCIA降为负值,降幅分别为128%和130%,真正实现对总环境的“净—零”影响。减少的100%用于平衡水环境改善造成的总环影响,其余28%—30%是资源回收对总环境产生的效益。

展望和启示

1 资源回收污水处理厂可以获得总环境“净—零”影响结果,甚至产生28%~30%的总环境效益,其中热能回收是关键;

2 涉及的能源/资源回收手段都是较为成熟的工艺技术;

3 落实污水处理资源回收,大力推动热能回收,方能真正实现污水处理可持续之远大目标!


原标题:郝晓地:资源回收可以改善水环境

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