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污水处理模式革新背后的环境可持续潜力

  联合国会员国在2000年签定《千年誓言》后,随即制定出了千年开展方针(Millennium Development Goals, MDGs),其间详细方针7就提出:保证环境的可继续才能。在千年开展方针时期,全球取得改进环境卫生设施的人员比例从54%上升到68%,全球超越21亿人员取得了改进的环境卫生设施。

  全球环境卫生事业的迅猛开展也加快了污水处理职业行进的措施:在曩昔的10余年间,中国城市污水排放量从329亿吨开展到417亿吨摆布,涨幅超越30%;污水处理率更是迅速进步,在曩昔的2012年,中国污水处理率超越了85%,预计在2020年达到95%。尽管如此,跟着这些年有关环境可继续开展的呼声越来越大,传统污水处理形式存在的疑问也逐渐被社会各界所知道和继续重视。

  敞开污水处理的全新形式

  长久以来,城市污水处理厂的效果被当作是削减污水直排对当地受纳水体的污染。为了达到设定的水质规范,各种技能和手法被叠加或串联运用,首要意图即是将污水中的污染物别离去掉或转化为无害物质,从而使水得到净化。为此,污水处理厂除了要耗费很多的电能和絮凝剂、消毒剂等化学药品外,还会有很多的剩余污泥和温室气体发作。据预算,中国污水处理职业的年电耗量占中国总电耗的2-3% 。除此之外,污水处理进程中发作的甲烷和氧化亚氮等温室气体,其排放量占中国非二氧化碳排放量的4-5%。

  在全球动力危机、气候变化和资本紧缺等布景下,污水处理的传统形式也正发作巨大改动,开展节能低碳和污水中可用物质有用循环和深度回用的污水处理新形式,受到了国际社会的广泛重视。但是,怎么知道污水处理形式的环境可继续潜力缺少科学且系统的办法。

  污水处理的净环境效益

  对于这一疑问,来自中国科学院生态环境研讨中心的研讨人员提出了净环境效益(Net Environmental Benefit,NEB)的概念,即经过技能和方针等多维度去降低污水处理进程中因能耗、化学品运用和温室气体排放等疑问发作的环境影响,并最大化循环和回用污水及污泥中的有用物质。对于这一概念,他们构建出头具名向节能、低碳与资本深度收回的污水处理多方针评价框架,并使用核算模拟与大数据办法,开展了方针权重算法及情形时序猜测东西。

  使用上述的定量化评价办法(Quantitative Integrated Assessment Approach),研讨人员从全球规范评价了污水处理形式改造的环境可继续潜力。研讨发现:开展节能低碳以及资本收回的污水处理新形式,有助于减轻污水处理进程发作的环境负荷,并明显进步污水处理的环境可继续才能。

  其间,发达国家施行新型污水处理形式后,污水处理的环境可继续潜力进步了1.5倍,而该数字对开展中国家而言不到0.6倍。Monte-Carlo剖析进一步指出,发达国家推进形式变革后,污水处理取得净环境效益(NEB>0)的概率约65%,而开展中国家完成同一方针的可能性低于10%。从效果来看,尽管仍存在必定程度的不确定性,但依然给咱们传递了非常强的信号:收回污水资本的确有利于进步污水处理的环境可继续才能。

  污水处理将来路在何方?

  研讨人员还指出,污水排放规范会明显影响污水处理形式的环境可继续潜力。为此,他们呼吁,将来推进污水处理形式变革,尤其是施行以资本深度收回为驱动的污水处理新形式时,应当思考优化现行污水排放规范,完成技能创新(technological innovation)和习惯方针(adaptive policy development)的协同调控与组合优化,以期进一步进步污水处理的环境可继续才能。

  除此之外,研讨人员在将来情形剖析中指出,全球不一样国家地区推进和施行污水处理形式改造所带来的环境可继续潜力存在较大的差异,而开展中国家在学习发达国家污水资本化成功事例的一起,可经过削减化学品耗费和推进污水动力收回等策省略开展契合自身开展需要的污水处理新形式。

  上述研讨让咱们对污水处理尤其即将迎来的污水处理形式改造有了深化的知道,该研讨进一步完善了污水资本打点与系统评价的研讨系统,将为污水处理设施晋级改造和将来出资建造供给强有力的决策支撑。有关效果已在世界权威刊物《美国国家科学院院刊(PNAS)》等刊物发表,并受到了学术圈、工业界和普通群众的重视。