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污水處理行業(yè)對養(yǎng)分(主要是氮、磷)排放的限制越

發(fā)布時間:2020-04-21 3:21:31 人氣:1231

核心問題

來自點源和非點源的高氮和磷負荷影響水質(zhì)。限制養(yǎng)分排放的計劃側(cè)重于接收水的水質(zhì),同時在很大程度上忽略了對空氣質(zhì)量和其他因素的相應(yīng)影響。本研究介紹了三重底線方法的結(jié)果,該方法在決策過程中考慮環(huán)境,經(jīng)濟和社會效益,以實現(xiàn)更可持續(xù)的解決方案。

02研究背景和內(nèi)容

越來越多的污水處理廠需要改進其處理工藝,以滿足較低的污水營養(yǎng)(氮、磷)排放限制。工業(yè)界越來越意識到,實現(xiàn)這些目標的成本正在上升,主要是通過增加供水和排水費用來滿足成本需求。他們還關(guān)注可持續(xù)性、氣候變化以及水質(zhì)改善的成本和效益。

本研究的重點是廢水處理廠的可持續(xù)性,采用更先進的處理技術(shù),以滿足日益嚴格的營養(yǎng)限制。目的是確定在改善營養(yǎng)物質(zhì)去除水平的可持續(xù)性影響超過水質(zhì)改善的好處時,是否達到了收益遞減的點。

本研究采用5個不同的處理系列,對相同水量的10 MGD進行處理,以達到從CBOD去除方式(一級)到其它4種不同的出水養(yǎng)分(分別為2級(8mg N/L)的處理指標。1 mgP/L)至最嚴格水平5(<2mg N/L,<0.02mgP/L)。

鑒于可持續(xù)性是一個廣泛的術(shù)語,該研究評估和討論了該行業(yè)可持續(xù)性的三個公認的好處,特別強調(diào)環(huán)境和經(jīng)濟效益,因此關(guān)注以下變量:溫室氣體(GHG)排放,反映潛在的水質(zhì)指標藻類生長,投資和運營成本,能源消耗以及化學品,天然氣或柴油等消耗品。

各處理水平對應(yīng)的溫室氣體排放量和藻類產(chǎn)量

一級處理標準-常規(guī)二次處理(無養(yǎng)分去除要求)

二級治療標準-生物營養(yǎng)去除(BNR),TP1mg/LTN8mg/L

3級治療標準 – 增強營養(yǎng)素去除(ENR),TP0.1-0.3mg / LTN4-8mg / L.

四級處理標準-極限處理工藝(批),tp<0.1mg/ltn3mg/l

5級加工標準-反滲透(RO),TP<0.02mg/LTN2mg/L

03結(jié)果和結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn),利用點源處理技術(shù)和現(xiàn)有的非點源最佳管理措施(BMP),可以更好地實現(xiàn)水質(zhì)的可持續(xù)改善。與嚴格關(guān)注源排放和要求四、五級處理相比,采用非點源BMP的三級或四級處理更可持續(xù),并能達到類似的效果。

溫室氣體排放結(jié)果表明,收益遞減處于4級(3mgN / L,0.1mgP / L)處理標準。溫室氣體排放量從1級穩(wěn)定增加到4級,然后從4級到5級,溫室氣體排放量增加了65%,但排放的養(yǎng)分負荷僅下降了1%。溫室氣體排放的主要貢獻者是與能源有關(guān)的活動,如曝氣,泵送,混合等。由于需要更嚴格的營養(yǎng)目標,因此除了生物養(yǎng)分去除之外的化學處理,與化學品使用相關(guān)的溫室氣體排放將增加。

由于污水中的營養(yǎng)物去除是為了改善水質(zhì)和減少受納水體中藻類生產(chǎn)的富營養(yǎng)化,因此我們使用了一個替代參數(shù),即潛在藻類生產(chǎn),來評估水質(zhì)改善情況。產(chǎn)生100磅藻類需要7.2磅氮和1.0磅磷。根據(jù)這一關(guān)系,藻類產(chǎn)量的減少表現(xiàn)為N或P減少的函數(shù)。結(jié)果表明,處理水平由1級改為3級時,潛在藻類產(chǎn)量下降了近95%,處理水平由3級改為5級時,潛在藻類產(chǎn)量下降了4%,溫室氣體排放量幾乎翻了一番。

從一級到二級,項目總投資成本增加了約1/3。成本從1級增加到5級以上(本報告中項目的總投資成本指新建工廠的費用)。處理水平之間業(yè)務(wù)費用的增加比項目總投資成本的增加更為顯著:從第1級到第5級,增幅超過五倍。

雖然溫室氣體排放和污水處理費用都將在實施除肥過程中增加,但在污水處理廠實施養(yǎng)分去除仍將帶來以下好處:

降低BOD / TSS放電負荷。

提高微量有機物和重金屬的去除率。

改善水質(zhì)有利于下游用戶和生態(tài)系統(tǒng)生境,特別是在生物多樣性和富營養(yǎng)化方面。

04管理和政策建議

采用更廣泛的研究方法,包括非點源的最佳管理方法,全面考慮接收水體的營養(yǎng)負荷,比單純考慮污水處理廠標準的提高更為經(jīng)濟。因此,建議在國家或地方一級制定一份監(jiān)管框架文件,同時考慮到點源和非點源水源的水質(zhì)保護和溫室氣體排放管理。
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