基于LCA的城市污水系统评价体系HIT.WATER的建立与应用
发布时间：2024-04-13 02:15
随着工业化和城市化进程的加快,我国面临着严重的水污染问题。近些年,在政府以及社会各界的共同努力下,我国的水污染控制和水环境治理已初见成效。然而,污水排放标准的严格化趋势和日益增加的污水处理强度,却也引发了关于污水处理生命周期可持续性的探讨。为了深化对这一问题的认知并给出科学的管理意见,从全球可持续性发展的角度而言,一个重大的科研需求是构建科学合理的环境影响评估方法。生命周期评价(Life Cycle Assessment;LCA),作为一种国际流行的、标准化的科学评估方法,在应用于污水处理系统时,具有显著优势,比如能够覆盖污水处理系统的整个生命周期而不仅仅局限于某个阶段或某个指标、有助于发现在污水处理过程中引发环境问题的根源、有利于实现污水处理的全过程控制、易与多种其他概念和方法相耦合且可以通过组合多元方法实现更多层次的目标并最终增加LCA的实用性。然而,尽管LCA经历了30年的长足发展,但在用于污水处理领域时,方法本身存在着诸多局限有待克服,其中包括:内置的多种LCA方法会造成评估结果的不确定性、无法量化污水对受纳水体的直接影响、缺乏利益相关者的参与决策机制、无法在整体水环境视角下优...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩写与中文解释对照表
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 中国水污染状况与水环境治理现状
1.2.1 中国水污染状况简介
1.2.2 中国水环境治理现状
1.2.3 污水处理系统的环境可持续性
1.3 生命周期评价在污水处理中的研究现状
1.3.1 污水处理系统的综合评价体系
1.3.2 基于LCA的污水处理技术分析和比较
1.3.3 基于LCA评估因污水处理强度的提升所产生的可持续性问题
1.3.4 污水处理评估中的LCA方法学研究进展
1.3.5 研究现状评述
1.4 生命周期评价在污水处理评估中存在的方法局限
1.4.1 LCA体系内置多元LCIA方法在污水处理评估中存在不确定性
1.4.2 LCA体系无法量化污水对受纳水体的动态直接影响
1.4.3 LCA结果的单向传递机制不利于被广泛接受与认可
1.4.4 LCA无法在整体城市水环境视角下优化污水处理的可持续性
1.4.5 克服LCA方法局限的主要途径
1.5 课题来源、研究的目的和意义
1.5.1 课题来源
1.5.2 研究目的及意义
1.5.3 主要研究内容及技术路线
第2章 研究方法与案例介绍
2.1 研究方法介绍
2.1.1 生命周期评价
2.1.2 水质模型
2.1.3 联合分析
2.1.4 Plackette-Buraian敏感性分析方法
2.2 案例介绍
2.2.1 案例基础
2.2.2 背景数据
2.2.3 案例分析基本内容
第3章 国际通用LCA体系与地方专用LCA体系在污水处理评估中的对比研究
3.1 引言
3.2 总环境影响对比分析
3.3 CML方法与e-Balalnce方法造成的结果差异分析
3.4 不同的标准化、特征化和加权方法造成的结果差异分析
3.4.1 标准化方法对比研究
3.4.2 特征化方法对比研究
3.4.3 加权方法对比研究
3.4.4 综合讨论
3.5 本章小结
第4章 构建以LCA为本体的多模型整合式评估体系—HIT.WATER体系
4.1 引言
4.2 耦合LCA与水质模型构建动态的结果输出模式
4.3 联立LCA与联合分析法为利益相关者构建决策模式
4.3.1 方法联立步骤
4.3.2 描述性案例分析
4.4 引入统计学分析方法构建模块化案例分析模式
4.5 构建以水质保护目标为约束条件的环境影响评估模式
4.5.1 地方环境效益与全环境负荷之间的权衡机制
4.5.2 水质保护目标在HIT.WATER体系内的参数化处理
4.6 模拟城市污水系统的升级改造场景
4.6.1 基于命令-控制式的污水厂升级改造场景
4.6.2 基于受纳水体水质保护目标的倒推式污水厂升级改造场景
4.6.3 基于合流制排水系统的点源-面源污染协同控制的升级改造场景
4.7 本章小结
第5章 HIT.WATER体系在城市污水系统可持续性评估中的案例应用
5.1 引言
5.2 案例一:动态LCA结果在污水厂排放标准环境可持续性评估中的应用
5.2.2 1D-CCM模型结果中参数的影响
5.2.4 动态的LCA输出结果对评估污水排放标准的影响
5.3 案例二:模块化的情景分析模式与利益相关者的决策参与
5.3.1 评估过程
5.3.2 数据的输入与输出
5.3.3 基于Plackette-Buraian设计的敏感性分析
5.3.4 基于显著性的因素构建模块化案例分析
5.3.5 利益相关者参与最优方案的决策过程
5.4 案例三:城市污水系统升级改造的方案筛选和优化
5.4.1 点源污染控制的备选方案及环境影响评估
5.4.2 点源污染控制方案在考虑面源污染影响下的对比分析
5.4.3 点源污染与面源污染协同控制的备选方案设定及环境影响分析
5.5 讨论:污水厂排放标准之争
5.5.1 日趋严格的中国污水排放标准
5.5.2 污水排放标准的非稳态LCA评估
5.5.3 以水质保护目标为约束条件的污水厂排放标准LCA评估
5.5.4 超越污水排放标准之争:实现点源污染与面源污染的协同控制
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位间发表的论文及其它成果
致谢
个人简介
本文编号：3952326
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩写与中文解释对照表
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 中国水污染状况与水环境治理现状
1.2.1 中国水污染状况简介
1.2.2 中国水环境治理现状
1.2.3 污水处理系统的环境可持续性
1.3 生命周期评价在污水处理中的研究现状
1.3.1 污水处理系统的综合评价体系
1.3.2 基于LCA的污水处理技术分析和比较
1.3.3 基于LCA评估因污水处理强度的提升所产生的可持续性问题
1.3.4 污水处理评估中的LCA方法学研究进展
1.3.5 研究现状评述
1.4 生命周期评价在污水处理评估中存在的方法局限
1.4.1 LCA体系内置多元LCIA方法在污水处理评估中存在不确定性
1.4.2 LCA体系无法量化污水对受纳水体的动态直接影响
1.4.3 LCA结果的单向传递机制不利于被广泛接受与认可
1.4.4 LCA无法在整体城市水环境视角下优化污水处理的可持续性
1.4.5 克服LCA方法局限的主要途径
1.5 课题来源、研究的目的和意义
1.5.1 课题来源
1.5.2 研究目的及意义
1.5.3 主要研究内容及技术路线
第2章 研究方法与案例介绍
2.1 研究方法介绍
2.1.1 生命周期评价
2.1.2 水质模型
2.1.3 联合分析
2.1.4 Plackette-Buraian敏感性分析方法
2.2 案例介绍
2.2.1 案例基础
2.2.2 背景数据
2.2.3 案例分析基本内容
第3章 国际通用LCA体系与地方专用LCA体系在污水处理评估中的对比研究
3.1 引言
3.2 总环境影响对比分析
3.3 CML方法与e-Balalnce方法造成的结果差异分析
3.4 不同的标准化、特征化和加权方法造成的结果差异分析
3.4.1 标准化方法对比研究
3.4.2 特征化方法对比研究
3.4.3 加权方法对比研究
3.4.4 综合讨论
3.5 本章小结
第4章 构建以LCA为本体的多模型整合式评估体系—HIT.WATER体系
4.1 引言
4.2 耦合LCA与水质模型构建动态的结果输出模式
4.3 联立LCA与联合分析法为利益相关者构建决策模式
4.3.1 方法联立步骤
4.3.2 描述性案例分析
4.4 引入统计学分析方法构建模块化案例分析模式
4.5 构建以水质保护目标为约束条件的环境影响评估模式
4.5.1 地方环境效益与全环境负荷之间的权衡机制
4.5.2 水质保护目标在HIT.WATER体系内的参数化处理
4.6 模拟城市污水系统的升级改造场景
4.6.1 基于命令-控制式的污水厂升级改造场景
4.6.2 基于受纳水体水质保护目标的倒推式污水厂升级改造场景
4.6.3 基于合流制排水系统的点源-面源污染协同控制的升级改造场景
4.7 本章小结
第5章 HIT.WATER体系在城市污水系统可持续性评估中的案例应用
5.1 引言
5.2 案例一:动态LCA结果在污水厂排放标准环境可持续性评估中的应用
5.2.2 1D-CCM模型结果中参数的影响
5.2.4 动态的LCA输出结果对评估污水排放标准的影响
5.3 案例二:模块化的情景分析模式与利益相关者的决策参与
5.3.1 评估过程
5.3.2 数据的输入与输出
5.3.3 基于Plackette-Buraian设计的敏感性分析
5.3.4 基于显著性的因素构建模块化案例分析
5.3.5 利益相关者参与最优方案的决策过程
5.4 案例三:城市污水系统升级改造的方案筛选和优化
5.4.1 点源污染控制的备选方案及环境影响评估
5.4.2 点源污染控制方案在考虑面源污染影响下的对比分析
5.4.3 点源污染与面源污染协同控制的备选方案设定及环境影响分析
5.5 讨论:污水厂排放标准之争
5.5.1 日趋严格的中国污水排放标准
5.5.2 污水排放标准的非稳态LCA评估
5.5.3 以水质保护目标为约束条件的污水厂排放标准LCA评估
5.5.4 超越污水排放标准之争:实现点源污染与面源污染的协同控制
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位间发表的论文及其它成果
致谢
个人简介
本文编号：3952326
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