李秋霞

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越突出，廢水污水排出量越來(lái)越大，排污種類(lèi)越來(lái)越多。因此，為了能使我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)中高速發(fā)展同時(shí)滿(mǎn)足生態(tài)文明體制建設(shè)的要求，大量新建或擴(kuò)建污水處理廠來(lái)應(yīng)對(duì)廢水污水已迫在眉睫。然而污水處理并不是一種完全去污方法，其在污水處理的同時(shí)也可產(chǎn)生一系列的污染物。由此看來(lái)，僅采用污水處理是解決不了水污染的，因此本文將將污水處理、處理水處理和污泥處理皆納入統(tǒng)一的污水處理綜合系統(tǒng)中，以此來(lái)更全面地評(píng)估污水處理的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：處理水；污水污泥；環(huán)境服務(wù)；可持續(xù)性；

我國(guó)許多地區(qū)均出現(xiàn)了不同程度的水資源污染型枯竭，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并危及生態(tài)環(huán)境安全和人體健康[1]。雖然在生態(tài)學(xué)家的研究下，不可否認(rèn)，生態(tài)圈內(nèi)的所有的物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的，能源在利用后變?yōu)閺U物排入環(huán)境中，而后經(jīng)過(guò)一系列的自我處理，又將以能源的形式回歸自然，但是，污染物的轉(zhuǎn)化再利用，需要很長(zhǎng)的時(shí)間。與此同時(shí)，人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中，排放污染物的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于污染物重新轉(zhuǎn)化為能源的速度，這就極易引起生態(tài)系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)的自我調(diào)節(jié)的紊亂。因此，我們必須采取不同的人為方法來(lái)加快廢物廢水的處理。但是所有的處理處置方式都會(huì)有一定的物質(zhì)、能量消耗和對(duì)環(huán)境的影響，副產(chǎn)物的處理處置也需要額外的投入，所以對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)來(lái)講，完整的系統(tǒng)性評(píng)估要求將自然環(huán)境與人類(lèi)社會(huì)直接和間接投入的物質(zhì)、能量、勞務(wù)和貨幣皆納入核算范疇。因此下文就五種污水處理綜合系統(tǒng)進(jìn)行討論，方案分別如下：方案1“污水直接排放”，方案2“污水處理+處理水排放+污泥填埋”，方案3“污水處理+處理水排放+污泥蚯蚓堆肥”，方案4“污水處理+處理水回用+污泥填埋”，方案5“污水處理+處理水回用+污泥蚯蚓堆肥”。

一、 研究方法

在眾多的評(píng)估方法中，由于能值分析可以將環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的復(fù)合在一起進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)估，因而在不同尺度系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展評(píng)估其被廣泛應(yīng)用。其最大優(yōu)點(diǎn)是可以將人類(lèi)系統(tǒng)融入進(jìn)環(huán)境系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)甚至地球系統(tǒng)中，著重強(qiáng)調(diào)人類(lèi)活動(dòng)與自然的共同作用和相互影響，將自然環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一。而能值是一種流動(dòng)或儲(chǔ)存的能量所包含的另一種能量的數(shù)量，即產(chǎn)品或服務(wù)形成過(guò)程中直接或間接消耗的有用能總和， 其值反映了產(chǎn)品或服務(wù)形成過(guò)程中的歷史累積，被認(rèn)為是真實(shí)價(jià)值的有效度量[2]。

我們需構(gòu)建基本的污水處理綜合系統(tǒng)能值框架。與此同時(shí)本研究以能值指標(biāo)體系為依據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析，這其中分別包括：（1）排放物環(huán)境影響的能值核算。（2）替代價(jià)值。（3）改進(jìn)的能值指標(biāo)能值凈收益。（4）生態(tài)能值凈收益率。（5）環(huán)境負(fù)載率。（6）可持續(xù)發(fā)展指數(shù)。

二、結(jié)果

第一，能值流。從研究所得的結(jié)果可知，方案1不需要直接的投入，而方案2至方案5都需要高投入，且呈現(xiàn)出對(duì)外部資源的高依賴(lài)性。相比較而言，方案2和方案4在資源利用結(jié)構(gòu)上來(lái)講較差于方案3和方案5。就環(huán)境服務(wù)需求來(lái)講，方案1至方案5分別為：3.98×1019sej、8.48×1018sej、8.94×1018sej、4.79×1018sej和4.89×1018sej。方案1至方案5的對(duì)環(huán)境的依賴(lài)性依次減小，

污水處理、污泥處理和蚯蚓堆肥均這些措施，都是減少環(huán)境服務(wù)的有效方法；在有效產(chǎn)出方面，方案1至方案5統(tǒng)計(jì)數(shù)值分別為0sej、0sej、1.65×1016sej、5.38×1018sej和5.40×108sej，可見(jiàn)，方案1至5的有效產(chǎn)出依次增加，處理水回用和蚯蚓堆肥有利于收入的提高。綜合分析，污水的處理和處理水的回用對(duì)提高環(huán)境效益方面起著主要的促進(jìn)作用。

第二、各類(lèi)指標(biāo)。從計(jì)算數(shù)據(jù)顯示可見(jiàn)，方案4與方案5的能值凈收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)方案2和方案3，污水處理和處理水回這兩種處置方式的經(jīng)濟(jì)效益較高，而蚯蚓堆肥的處置方法減少了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)能值凈收益率由高到低的排列順序?yàn)榉桨?、方案5、方案2和方案3，因此“污水處理+處理水回用+污泥填埋”的競(jìng)爭(zhēng)力最高。從環(huán)境負(fù)載率進(jìn)行比較，方案2至方案5的是逐漸降低；就可持續(xù)發(fā)展指數(shù)來(lái)看，方案2至方案5是依次升高的?？傮w考慮，資源效率和環(huán)境負(fù)載的協(xié)同最優(yōu)方案是“污水處理+處理水回用+蚯蚓堆肥”。不難看出，環(huán)境負(fù)載率和可持續(xù)發(fā)展指數(shù)通常呈負(fù)相關(guān)，由此可得，環(huán)境負(fù)載率是決定這四個(gè)方案可持續(xù)發(fā)展力的主要原因。蚯蚓堆肥和處理水回用都是較好的處置方法，兩者都可以降低廢水對(duì)環(huán)境的高負(fù)荷，從而提高可持續(xù)性能。不同的是，蚯蚓堆肥，主要是優(yōu)化資源利用的結(jié)構(gòu)，提高可更新資源的投入比重，而處理水回用是通過(guò)減少環(huán)境服務(wù)來(lái)得以實(shí)現(xiàn)其效果。

第三、與既有指標(biāo)的比較。本研究所構(gòu)建的指標(biāo)體系可以將經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩者統(tǒng)一，使反映的污水處理綜合系統(tǒng)綜合績(jī)效更加準(zhǔn)確。雖然回用處理水與新鮮水或自來(lái)水的價(jià)值不同，其價(jià)值是前者的3.5倍、后者的1.4倍。但是仍可以用能值理論的替代價(jià)值的計(jì)算方法來(lái)完整的計(jì)量廢物資源化利用的污染削減量和資源節(jié)約價(jià)值。

三、分析

第一，處理水處置對(duì)污水處理綜合系統(tǒng)的影響。由于本研究中處理水經(jīng)過(guò)多途徑的處理已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，因此無(wú)需進(jìn)一步處理回用的處理水。與直接排放相比，處理水回用不僅可以降低環(huán)境的服務(wù)投入（ 3.56 × 1018sej），還可以增加有益產(chǎn)品輸出（ 3.00 × 1017 sej）。由此可見(jiàn)，增加污水處理綜合系統(tǒng)處理水回用不僅僅可以降低水環(huán)境負(fù)荷，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益。事實(shí)上，處理水回用僅僅在一定程度上提高污水處理綜合系統(tǒng)的可持續(xù)性，但有時(shí)處理水回用可能會(huì)增加成本，不僅降低競(jìng)爭(zhēng)力，也降低可持續(xù)性能。

第二，污泥處置對(duì)污水處理綜合系統(tǒng)的影響。與廢水廢物的填埋相比，蚯蚓堆肥有一定的優(yōu)點(diǎn)。其可以產(chǎn)生一定的肥料，即可有產(chǎn)品輸出（ 1.64 ×1016 sej），但是除此之外，也需要更多環(huán)境經(jīng)濟(jì)投入（9.80× 1016 sej）。因?yàn)橥度氲某杀具h(yuǎn)遠(yuǎn)地高于產(chǎn)品的收益，由于其負(fù)的凈收益，所以蚯蚓堆肥的競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于填埋，因此蚯蚓堆肥工藝仍需改進(jìn)。只有減少其高投入的缺點(diǎn)，充分的利用污泥中的物質(zhì)和能量，其產(chǎn)出效率和競(jìng)爭(zhēng)力才能提高，成為優(yōu)選方案。盡管如此，得益于較低的環(huán)境負(fù)載率，采用堆肥工藝的污水處理綜合系統(tǒng)仍有更高的可持續(xù)發(fā)展力。

第三，污水處理綜合系統(tǒng)的對(duì)比分析。方案 2至方案4 按能值凈收益由高到低排序?yàn)榉桨?3、4 和 2，其生態(tài)能值凈收益率也是如此。所以在競(jìng)爭(zhēng)力和資源效率方面來(lái)講，方案 3 是最優(yōu)方案。然而，方案 2至方案4按照環(huán)境負(fù)載率排列，由高到低依次為為方案 2、3 和 4，就可持續(xù)發(fā)展指數(shù)來(lái)排序，由高到低為方案 4、3 和 2。這3 個(gè)方案的可持續(xù)發(fā)展力與環(huán)境負(fù)載率呈負(fù)相關(guān)，這一現(xiàn)象表明，污水處理綜合系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的干擾強(qiáng)度對(duì)影響可持續(xù)發(fā)展力有很大的影響作用。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生有可能是由于污水處理綜合系統(tǒng)副產(chǎn)物的產(chǎn)生仍較多，除此之外也可能是資源化程度較低，系統(tǒng)的生產(chǎn)功能欠缺造成的。

污水的處理應(yīng)該因地制宜，講求個(gè)體化。由于大多數(shù)污水處理廠大多建立在天地周?chē)?，?jīng)處理過(guò)的水中仍舊含有一些營(yíng)養(yǎng)袁術(shù)，例如磷、硫等等，這些元素有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，可直接將其引入農(nóng)田當(dāng)中，不僅可以解決處理水的排放問(wèn)題，還可以減少灌溉水和化肥的使用增加其經(jīng)濟(jì)效能。每一種處理方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因?yàn)槲覀儜?yīng)該綜合考慮，選擇最優(yōu)方案，使其環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。

參考文獻(xiàn)：

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