基于LCA的城市污水处理厂环境影响负荷研究

【摘要】：城市污水处理厂作为一项环保工程是有益于环境的改善，在节约水资源、减少水环境污染等方面发挥了不可替代的作用。然而城市污水处理厂在其建设、运行和拆除过程中有不可避免的产生了废水、废气和固体废弃物，污染了环境。因此，本文采用生命周期评价的方法，对污水处理厂在其生命周期范围内的环境影响负荷进行了分析。 首先，本文采用生命周期评价的思想对污水处理厂进行了研究目的和范围的界定，将其生命周期范围划分为：原材料获取及运输与施工建设阶段、运营阶段和报废拆除阶段三个部分。并以该污水处理厂的年处理量为基本功能单位（FU=730万t/a）对不同生命周期范围内的输入与输出数据进行现场调查和实地监测，编制了污水处理厂生命周期范围内的分析清单。 其次，根据不同环境影响因子的性质，将污水处理厂的环境影响划分为全球变暖影响、不可再生资源消耗、可再生资源消耗、填埋空间消耗、水质影响、空气质量影响、水体富营养化影响、酸化影响、光化学烟雾影响和人体健康影响等10类。并根据美国EPA公布的特征化模型对不同环境影响进行特征化计算，采用九标标度法和层次分析法确定不同环境影响类别的权重，对污水处理厂各类环境影响进行了量化处理，得到污水处理厂生命周期范围内总体环境影响符合为5359.344t/FU。其中，贡献最大的为全球变暖影响2717.873t/FU，占总环境影响负荷的50.713%；其次依次为不可再生资源消耗，1326.440t/FU，占总环境影响负荷的24.750%；可再生资源消耗1056.1t/FU，19.705%；填埋空间消耗204.008/FU，3.807%；水质影响36.854t/FU，0.0.688%；空气质量影响6.072t/FU，0.113%；水体富营养化影响5.922t/FU，0.110%；酸化影响5.615t/FU，0.105%；光化学烟雾影响0.450t/FU，0.008%；对人体健康影响0.008t/FU，不足0.001%。在污水处理厂各生命周期阶段中，对环境影响贡献最大的为运营阶段，4421.067t/FU，占总环境影响负荷的82.493%。 最后，本文对整个生命周期评价过程进行了生命周期解释，并针对不同生命周期阶段内环境影响的特点，提出了相应影响因子的控制措施和减量化意见。 【关键词】：城市污水处理厂 生命周期评价 环境影响负荷
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源与研究背景10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 国外的污水处理现状11-12
• 1.2.2 国外研究现状12-14
• 1.2.3 国内污水处理现状14-15
• 1.2.4 国内研究现状15-17
• 1.3 主要研究内容及研究目的和意义17-20
• 1.3.1 主要的研究内容17
• 1.3.2 研究目的和研究意义17-18
• 1.3.3 研究方案及主要实施步骤18-20
• 第2章 理论方法与研究范围20-30
• 2.1 理论方法20-25
• 2.1.1 生命周期评价的概念20-21
• 2.1.2 生命周期评价的发展21-22
• 2.1.3 生命周期评价的基本方法22-25
• 2.2 研究范围25-29
• 2.2.1 研究对象25-28
• 2.2.2 研究目的和范围的界定28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 清单分析30-48
• 3.1 清单分析的基本过程30-31
• 3.2 建设阶段清单分析31-37
• 3.2.1 施工阶段资源和能源消耗31-32
• 3.2.2 建材生产阶段消耗和环境释放清单32-34
• 3.2.3 建材运输阶段消耗与排放清单34-37
• 3.3 运营期清单分析37-44
• 3.3.1 运营期消耗清单37-39
• 3.3.2 运营期排放清单39-44
• 3.4 报废拆除阶段清单分析44-47
• 3.4.1 报废拆除阶段消耗清单44-45
• 3.4.2 报废拆除阶段环境释放清单45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 影响分析48-70
• 4.1 环境影响分类48-49
• 4.2 环境影响特征化49-62
• 4.2.1 可再生资源消耗49
• 4.2.2 不可再生资源消耗49-51
• 4.2.3 全球变暖影响潜能51-53
• 4.2.4 光化学烟雾影响潜能53-54
• 4.2.5 酸化响潜能54-55
• 4.2.6 水体富营养化影响潜能55-57
• 4.2.7 水质影响潜能57-58
• 4.2.8 空气质量影响潜能58-59
• 4.2.9 填埋空间消耗59-60
• 4.2.10 人体健康影响60-62
• 4.3 环境影响量化62-69
• 4.3.1 层次分析法基本原理63
• 4.3.2 层次分析法的基本步骤63-65
• 4.3.3 权重向量的计算65-67
• 4.3.4 加权评估67-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第5章 城市污水处理厂生命周期解释70-77
• 5.1 重大问题识别70-73
• 5.1.1 信息的识别和组织70-72
• 5.1.2 重大问题的确定72-73
• 5.2 评估73-74
• 5.2.1 研究目的和范围阶段评估73
• 5.2.2 清单分析阶段评估73
• 5.2.3 影响分析阶段评估73-74
• 5.3 生命周期结果及改善分析74-76
• 5.3.1 生命周期结果74
• 5.3.2 建设阶段改善分析74-75
• 5.3.3 运营阶段改善分析75-76
• 5.3.4 拆除阶段改善分析76
• 5.4 本章小结76-77
• 结论77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果82-84
• 致谢84

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