新兴污染物对污水深度处理的生命周期评价结果不确定性的影响

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangqianzheng
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近年来,我国污水处理厂的污水排放标准越来越高,一些污水厂在二级处理的基础上增加深度处理技术,其所排放的污染物浓度降低,水质有所改善。但是评价污水厂提标改造的环境影响,不能仅从出水污染物浓度降低的角度考虑,还需要结合提标改造所需的建设成本、化学药剂的使用、电耗等方面去综合评价。目前已有一些文献采用生命周期评价(LCA)的方法评价污水厂的提标改造。但是随着工业社会的发展,新兴污染物越来越频繁地出现在废水中,而深度处理技术或多或少地会去除部分新兴污染物,已有的关于污水厂改造升级的LCA文献并没有考虑新兴污染物,其所得到的关于环境效益结论可能不适应时代的变化。本课题旨在采用LCA方法,对污水处理厂升级改造前后运行进行评价,并且对比清单中考虑新兴污染物与否的环境影响结果。本研究,在二级处理的基础上增设三种不同的深度处理方法(粉末活性炭吸附(PAC)、臭氧氧化、混凝-微滤),设置对应的四个评价系统,每个系统的污染物清单设置两种情景(包括新兴污染物和不包括新兴污染物),使用open LCA软件中的Re Ci Pe 2016 Midpoint方法计算各个环境影响类别特征化结果,并对特征化结果进行标准化、贡献度分析,最后,根据数据质量指标分析,建立数据质量矩阵,利用蒙特卡罗模拟,对特征化结果进行不确定性分析。研究结果表明:当输入清单中不考虑新兴污染物时,污水处理厂增加三种深度处理技术以达到更高的污水排放标准时,污水厂的淡水富营养化指标分别降低42.49%、30.57%、34.97%,温室效应增加2.57%、38.95%、51.81%,对于毒性类环境影响类别(淡水生态毒性、人体毒性、海洋生态毒性和陆地生态毒性),会不同程度的增加,约2.57%~76.32%。当将新兴污染物纳入输入清单时,污水厂增加三种深度处理技术,污水处理厂的淡水生态毒性、淡水富营养化和陆地生态毒性影响均会减小,其中淡水生态毒性降低约10.40%~33.94%,淡水富营养化降低约30.57~42.49%,陆地生态毒性影响降低约17.96%~45.51%,而温室效应、人体毒性、和海洋生态毒性环境影响比仍只进行二级处理大。可见:在评价深度处理的环境效益时,如果不将新兴污染物纳入考虑的清单,会低估其在淡水和陆地生态毒性方面的效益。对特征化结果标准化计算各个场景整体环境影响值,可以得到当输入清单中考虑新兴污染物时,四个系统环境效益优劣顺序为:二级处理+活性炭吸附>二级处理>二级处理+混凝+微滤>二级处理+臭氧氧化法。对不同场景进行不确定性分析,生命周期影响评价的特征化结果并无显著的变化,对比三个深度处理方法,活性炭吸附法具有最好的环境效益。
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