典型城鎮(zhèn)污水處理工藝的環(huán)境影響評價分析

文_牛莎莎 山西清澤陽光環(huán)?？萍加邢薰?/p>

1 污水處理工藝對環(huán)境影響的案例

1.1 污水處理廠概況

在本文的分析中，選擇M污水處理廠作為主要研究對象。M污水處理廠位于南水北調(diào)的沿線中，主要運用移動床生物膜反應(yīng)器、厭氧-缺氧-好氧法相互結(jié)合的方式進(jìn)行污水處理。圖1為該污水處理廠中污水處理系統(tǒng)的示意圖。以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)，每日需要處理的污水量達(dá)到10萬t。污水處理廠在運行的過程中，其對環(huán)境產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于征地拆遷階段、建設(shè)階段。因此，筆者僅對M污水處理廠運行階段對環(huán)境的影響進(jìn)行分析、評價。在M污水處理廠的運行中，將污水處理工藝分為4個不同的階段，即機械處理階段、生物處理階段、深度處理階段和污泥處理階段。為了實現(xiàn)對M污水處理廠環(huán)境影響的分析，選取其中的1萬t污泥進(jìn)行研究，將其作為功能單元，實現(xiàn)對污水處理環(huán)節(jié)中能量、物料、環(huán)境影響的量化。

1.2 污水處理廠的排放物

結(jié)合對M污水處理廠的調(diào)查、研究，對其污水處理產(chǎn)生的排放物進(jìn)行界定，具體信息數(shù)據(jù)如表1所示。

表 1 M污水處理廠運行階段各種物質(zhì)的輸入與輸出（部分）

2 典型城鎮(zhèn)污水處理工藝的環(huán)境影響評價分析

2.1 環(huán)境影響的機理

2.1.1 污水處理環(huán)節(jié)中環(huán)境影響的類型

運用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型，實現(xiàn)對整個污水處理過程的分析。經(jīng)過分析以后，獲取17個中間點對于環(huán)境影響的結(jié)果，詳細(xì)信息如圖2所示。結(jié)合圖2的內(nèi)容，能夠?qū)Σ煌鬯幚黼A段進(jìn)行劃分、界定。其中，生物處理階段對環(huán)境影響的潛在值更高。這一階段中，對環(huán)境影響的最高值為0.5。相比之下，深度處理階段的環(huán)境影響值次之、機械處理階段的影響值第三，而污泥處理階段對環(huán)境影響的潛在值最低。另外，結(jié)合以上分析可以發(fā)現(xiàn)，M污水處理廠的污水處理過程中，主要的環(huán)境影響因素為化石能源消耗、自然土地改造、海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、顆粒物形成、光化學(xué)氧化劑、人類毒性、淡水水體富營養(yǎng)化、陸地酸性化、氣候變化10方面。

2.1.2 污水處理環(huán)節(jié)中環(huán)境影響的流程

為了能夠掌握M污水處理廠污水處理過程中環(huán)境影響的流程，將化石能源消耗、自然土地改造、海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、顆粒物形成、光化學(xué)氧化劑、人類毒性、淡水水體富營養(yǎng)化、陸地酸性化、氣候變化10項作為研究對象進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，生物處理階段對環(huán)境的影響最明顯，各個項目所占的比例為61.9%、58.1%、47.0%、45.5%、60.8%、62.1%、57.4%、45.6%、60.1%、62.3%，所消耗的經(jīng)濟(jì)成本比例等于45.5%。由此發(fā)現(xiàn)，生物處理階段是污水處理環(huán)境影像中的關(guān)鍵流程。另外，M污水處理廠污水處理中的深度處理階段，以上10項所對應(yīng)的比例為22.5%、29.1%、51.8%、54.3%、23.8%、22.2%、31.3%、53.8%、22.8%、21.7%，其所消耗的成本比例等于21.2%。該環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)均值大于20%，但是海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、淡水水體富營養(yǎng)化的數(shù)值超過50%，因此同樣將其視為關(guān)鍵流程。

2.1.3 污水處理環(huán)節(jié)中環(huán)境影響的物質(zhì)

在對M污水處理廠污水處理對環(huán)境的影響進(jìn)行評價分析時，為了實現(xiàn)對不同處理環(huán)節(jié)中關(guān)鍵物質(zhì)的掌握，應(yīng)該對不同物質(zhì)在同一環(huán)境負(fù)荷條件下，所占的比重進(jìn)行分析、比較。經(jīng)過詳細(xì)的對比發(fā)現(xiàn)，在污水生物處理階段、污水深度處理階段中，電力所產(chǎn)生的環(huán)境影響值分別等于66.2%、34.1%。同時，發(fā)現(xiàn)PAC對環(huán)境影響的潛在值也相對較高，在兩個階段中所產(chǎn)生的數(shù)值分別等于32.2%、62.4%。由此可以發(fā)現(xiàn)，污水處理過程中所消耗的電力、產(chǎn)生PAC，是M污水處理廠產(chǎn)生環(huán)境影響問題的關(guān)鍵。因此，在后續(xù)的評價處理中，應(yīng)該重視對該物質(zhì)的關(guān)注，并將其作為降低環(huán)境影響的依據(jù)。

2.2 環(huán)境影響的評價

2.2.1 經(jīng)濟(jì)環(huán)境集成分析

在分析M污水處理廠環(huán)境影響的過程中，本文發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)環(huán)境集成是主要的評價標(biāo)準(zhǔn)。其中，評價分析結(jié)果表示：各個環(huán)節(jié)的環(huán)境影響潛在值越高，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本就越多。具體而言，生物處理階段所產(chǎn)生的環(huán)境影響潛在值最高，因此消耗的經(jīng)濟(jì)成本也是四個階段中最高的。深度處理階段中的環(huán)境影響潛在值、經(jīng)濟(jì)成本低于生物處理階段。相比之下，機械處理階段、污泥處理階段所產(chǎn)生的在經(jīng)濟(jì)成本最低。由此發(fā)現(xiàn)，要將實現(xiàn)對污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化，應(yīng)該將生物處理階段、深度處理階段作為重點，提高兩個階段污水處理的工藝水平，同時降低污水處理對自然環(huán)境的影響。

2.2.2 關(guān)鍵物質(zhì)敏感性分析

在評價M污水處理廠環(huán)境影響的工作中，要想掌握關(guān)鍵物質(zhì)含量的變化與結(jié)果的關(guān)系，必須以電力資源、PAC兩個項目作為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的敏感性分析。這一環(huán)節(jié)中，應(yīng)該基于關(guān)鍵物質(zhì)數(shù)量10%的改變原則，對關(guān)鍵物質(zhì)含量改變對環(huán)境的影響程度進(jìn)行分析。首先，采用電力敏感性的方式進(jìn)行分析，結(jié)果顯示除了海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、淡水水體富營養(yǎng)化之外，氣候變化、陸地酸性化、人類毒性、光化學(xué)氧化劑形成、顆粒物形成、自然土地改造、化石能源消耗、經(jīng)濟(jì)成本、綜合影響幾項的數(shù)據(jù)變化，均和電力資源的用量存在緊密關(guān)系。其次，采用PAC敏感性的方式進(jìn)行分析，結(jié)果顯示當(dāng)減少10%的PAC使用量以后，海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、淡水水體富營養(yǎng)化的數(shù)值出現(xiàn)明顯降低。其中，變化最為明顯的是淡水生態(tài)毒性。其他的9項數(shù)值未發(fā)生顯著變化。結(jié)合敏感性分析可以發(fā)現(xiàn)，如果在污水處理的過程中降低電力資源消耗、減少PAC的使用量，可以有效實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的。

2.3 評價分析的結(jié)果

本文結(jié)合對M污水處理廠相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)了對各個階段經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境影響量化。以量化的結(jié)果為依據(jù)，對污水處理過程中主要的影響階段進(jìn)行識別，掌握了環(huán)境影響的關(guān)鍵物質(zhì)，并得出以下結(jié)論：①在中間點影響中，化石能源消耗、自然土地改造、海洋生態(tài)毒性、淡水生態(tài)毒性、顆粒物形成、光化學(xué)氧化劑、人類毒性、淡水水體富營養(yǎng)化、陸地酸性化、氣候變化10項，是污水處理中環(huán)境中主要的影響因素。②確定影響環(huán)境的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時也屬于造成經(jīng)濟(jì)成本的主要原因。③電力能源、PAC是污水處理中環(huán)境影響的重要物質(zhì)，所以需要對二者進(jìn)行有效控制，以此來看降低污水處理對環(huán)境影響的潛在值，強化污水處理的環(huán)境效益。

3 結(jié)語

綜上所述，在典型城市的污水處理廠中，其整體運營的不同階段均會對環(huán)境產(chǎn)生影響。其中，影響最為嚴(yán)重的環(huán)節(jié)為生物處理環(huán)節(jié)和深度處理環(huán)節(jié)，在這兩個環(huán)節(jié)中產(chǎn)生了影響環(huán)境的主要物質(zhì)。在具體評價的過程中，需要對重點信息予以系統(tǒng)評價，保證評價結(jié)果的合理性。結(jié)合評價分析的結(jié)果，可以實現(xiàn)對污水處理過程的優(yōu)化，推動典型城市的可持續(xù)發(fā)展。