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基于能值理论的畜禽污水处理系统可持续发展研究

作　者: 李敏
导　师: 邓仕槐
学　校: 四川农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 污水处理能值分析经济分析环境影响可持续性
分类号: X713
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

畜禽污水产生量大,污染范围广,环境危害严重,污水处理成为了畜禽养殖业持续发展的重要环节。能值分析作为一种基于能量的系统分析方法,将自然环境和经济系统的贡献纳入系统考虑范畴中,使具有不同质、量的不可比的物质、能量和货币流建立在统一的基准之上从而具有了可比性。该方法已被广泛地应用于不同地区不同规模的自然-生态-经济复合系统的评价研究中。本文在考虑污水处理系统及其“产出”(处理水和脱水污泥)不同处理处置方式的基础上构建了污水处理综合系统,并应用传统的能值分析指标、改进的能值分析指标和经济分析指标对系统的环境可持续性和经济特性进行了综合分析。同时,在研究中还对系统进行了污染物环境影响能值的实证分析,衡量了污水处理综合系统从构建到运行过程中的物质资源消耗和污染物排放的环境影响。通过本文的研究,获得了如下结论：(1)“污水处理系统+污泥焚烧系统+中水回用系统”的能值输入量最大,其次为“污水处理系统+堆肥生产系统+中水回用系统”和“污水处理系统+填埋处理系统+中水回用系统”,最小的为“污水处理系统+填埋处理系统”。污水处理综合系统子系统能值输入总量的大小顺序依次为：污水处理系统>中水回用系统>污泥焚烧系统>堆肥生产系统>填埋处理系统。(2)对于全部的污水处理综合系统而言,能值流输入量的大小顺序依次为：废物流W>本地可更新资源R>购买的可更新资源FR>购买的不可更新资源FN>本地不可更新资源N。综合系统的能值输入主要来自于废物流和本地可更新资源,废物流输入占输入总量的77.74%-78.66%,本地可更新资源输入占能值输入总量的17.58%-18.03%。(3)污水处理综合系统中,水体污染物环境影响能值最大的是氨氮(NH3-N),其次为总磷(TP),再次为BOD5,最小的为COD;大气污染物环境影响能值的大小次序为：粉尘>SO2>CO2。水体污染的环境影响能值远大于大气污染物的环境影响能值,占系统环境影响能值总量的97%以上。(4)“污水处理系统+填埋处理系统”的能值消耗强度最小,系统的能值利用效率最高；“污水处理系统+污泥焚烧系统+中水回用系统”的能值消耗强度最大,系统的能值利用效率最低。在同一个系统内,处理单位总磷的能值消耗量最大,其次为氨氮,最小的为COD。(5)“污水处理系统+污泥焚烧系统+中水回用系统”的货币流输入总量最大,“污水处理系统+填埋处理系统”的货币流输入总量最小。系统的货币输入来自于购买的不可更新资源和可更新资源两类,其中购买的不可更新资源的经济投入量更大。(6)“污水处理系统+填埋处理系统”处理模式的市场经济竞争力最强,但系统发展的可持续性较差。“污水处理系统+填埋处理系统+中水回用系统”的处理模式市场经济竞争力相对较差,但却具有最好的环境可持续发展能力和生态经济效益,有利的经济政策能让其得到更大范围的推广。(7)改进的能值分析指标更能反映污水处理综合系统特点。在具体的能值评价中应该根据系统特点设立评价指标体系,尤其应该考虑污染物的环境影响。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 引言  10-27
  1.1 研究背景  10
  1.2 畜禽污水处理  10-14
    1.2.1 畜禽污水的产生  10-11
    1.2.2 畜禽污水的危害  11-12
    1.2.3 畜禽污水的处理  12-14
  1.3 能值理论  14-23
    1.3.1 能值理论的产生  14-15
    1.3.2 能值理论方法  15-21
    1.3.3 与其他评价方法的比较  21-23
  1.4 研究现状  23-25
  1.5 研究的目的和意义  25-26
  1.6 研究思路和技术路线  26-27
    1.6.1 研究思路  26
    1.6.2 技术路线  26-27
2 材料与方法  27-36
  2.1 研究对象  27-29
  2.2 研究内容  29
  2.3 研究方法  29-36
    2.3.1 能值分析  29-35
    2.3.2 经济分析  35-36
  2.4 数据来源  36
3 结果与分析  36-56
  3.1 能值流分析  36-47
  3.2 能值分析  47-53
    3.2.1 污染物环境影响  47-49
    3.2.2 能值分析指标  49-53
  3.3 经济分析  53-56
    3.3.1 货币流分析  54-55
    3.3.2 经济分析指标  55-56
4 讨论  56-58
5 结论  58-59
6 研究展望  59-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
攻读硕士期间获奖及发表论文情况  70

基于能值理论的畜禽污水处理系统可持续发展研究

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