热能回收可使污水处理对环境影响扭亏为盈
文章亮点
· 基于LCA方法对资源回收产生的总环境影响进行评价
· 传统污水处理有益水环境，但不利总环境
· 资源回收可助污水处理厂实现 “净-零（Net-zero）”总环境影响
· 仅出水回用、磷回收、污泥焚烧产能等措施难以实现污水处理厂“净-零”总环境影响，唯有考虑出水余温热能回收方能实现“净-零”总环境影响
· 污水处理带来的其它方面环境负面影响可以通过资源回收予以抵消
· 余温热能回收可降低40%污水处理负面环境影响。否则，污水处理环境影响难以扭亏为盈
文章简介
传统污水处理以能源/资源消耗为代价去除有机物（COD）与营养物质（N、P），以期获得水环境改善。因此，传统污水处理实际上是一种污染转嫁过程，有将水污染转化为大气和土壤污染之嫌。这就需要从全生命周期（LCA）角度评估污水处理对总环境产生的影响，并提出改善影响的具体措施。
研究对现有LCA环境影响评价方法涉及相关因子本土化后，利用优化LCA方法对实际污水处理厂产生的环境综合影响进行评价。对案例传统污水处理工艺LCA评价显示，两种工艺每功能单位（FU）产生的环境综合影响值（LCIA）分别为0.0118和0.0132，意味着污水处理厂在改善水环境的同时，却对总环境产生不利影响。
在保证良好出水的同时，减轻污水处理厂对总环境产生的不利影响，资源/能源回收应该在很大程度上可以弥补对总环境产生的不利影响。目前已有资源回收途径主要为出水回用、污泥土地利用、磷回收、化学能回收等手段，还没有考虑大规模利用污水余温热能。有鉴于此，研究提出一种包括出水余温热能回收在内的资源化处理工艺，连同出水回用、污泥干化/焚烧、灰分磷回收后用作建材等资源回收方式一并进行LCA再次评价。LCA资源化评价结果表明，两种工艺每功能单位（FU）产生的环境综合影响值（LCIA）分别降至-3.50×10-3和3.72×10-3，降幅达到130%和128%，可以实现“净-零（Net-zero）”总环境影响，甚至还可以对总环境产生额外正效益。
图1评价结果表明（工艺1），填埋空间消耗（LSD）归一化结果下降幅度最大，从0.14急剧减少至6.87×10-3；除富营养化潜能（EP）和黑臭水体潜能（BOP）外，其余环境影响指标均降为负值，即，避免了这些因素的不利环境影响、甚至产生额外正效益。图2资源化改善总环境份额结果（工艺1）表明，出水余温热能回收在总环境效益增加上所占份额最大（41%），污泥焚烧回收有机能源的贡献率次之（30%）；出水回用和磷回收贡献率分别为18%和6%。显然，如果不考虑余温热能回收，污水处理厂难以实现“净-零（Net-zero）” 总环境影响，所以，余温热能回收是污水处理厂实现“净-零（Net-zero）”总环境影响的关键因子，今后需给予足够的重视。
重要结论
1、资源/能源回收可以帮助污水处理厂在保证良好出水的前提下，实现“净-零（Net-zero）” 总环境影响，甚至产生额外环境正效益。
2、出水回用等措施远不足以抵消污水处理厂产生的不利环境综合影响。
3、能源回收（热能+化学能）对不利总环境影响减量可达70%，其中，出水余温热能回收贡献最大（~40%），在未来污水处理能源回收实践中需特别关注。
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