工业园区水代谢与环境效应分析

发布时间：2017-11-01 13:22

  本文关键词：工业园区水代谢与环境效应分析

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【摘要】：开展水和碳氮磷元素代谢及其环境效应分析,对于工业园区实现节水减排具有重要的理论指导和决策支撑意义。本研究选取宜兴经济技术开发区为研究对象,在对开发区进行实地调研、现场检测和官方统计等手段获取了120家企业的用水、排水、回用水三个环节的资料和数据,开展了水以及碳氮磷的代谢分析,节水潜力的情景分析,以及不同情景下园区排水的环境影响分析,并在此基础上定性探讨了工业活动对水生态系统服务的影响,为园区水污染防治提供理论指导和决策参考。通过统计分析与水足迹测算方法,对开发区水代谢现状进行分析。分析结果发现开发区企业用排水量大,且集中度较高,主要集中于协联、灵谷两家综合企业,纺织印染企业和化工企业。园区企业回用水率不高,仅为7%。从水足迹测算的结果来看,开发区企业灰水足迹超过总水足迹的四分之三,供应链水足迹高于运营水足迹。可以看出在企业新鲜水取用之外,排污导致的潜在水耗巨大,同时也要关注企业原材料能源输入带入的水足迹消耗。采用元素流分析法对2014年园区产业系统碳、氮、磷代谢现状进行分析。结果显示园区工业系统碳通量为174.73万吨,氮通量为65.04万吨,磷通量为1.20万吨。碳和氮的通量远大于磷,从代谢结构来看,碳和氮的分布更广泛,代谢过程更为复杂。相比于2008年,2014年园区企业碳、氮、磷的代谢结构变化不大。灵谷、协联两家综合企业对园区碳、氮代谢的贡献度较大。在对开发区水代谢和碳氮磷代谢现状分析的基础上,通过假设基础情景、企业节水减排情景、污水厂工程回用情景和用水总量控制情景,对2020年园区120家企业用水量进行预测。结果显示,园区企业节水潜力巨大,在50%深度处理回用比例下进行用水总量控制时,企业运营水足迹几乎为基础情景的一半。在此基础上,我们也通过生命周期评价方法对污水回用过程的环境影响进行分析,并引入生态系统服务的概念,定性解析了工业活动对于水生态系统服务的影响关系。研究表明,污水厂工程回用和园区用水总量控制情景在实现节水减排的基础上,也实现了臭氧层消耗、富营养化、陆地生态毒性三种环境影响潜能的显著下降。工业取水用水、废水排放和废水处理过程会直接造成水资源消耗和水污染从而影响水生态系统服务价值,而工业用地、原料能源消耗及废物排放等过程会间接损害水生态系统健康,使生态系统服务减值。综合来看,开发区进行污水深度处理回用可以获得较好的节水减排效果,且其富营养化、陆地生态毒性等潜能得到一定程度的削弱。
【关键词】：水代谢 碳氮磷代谢 污水回用 生命周期评价 宜兴经济技术开发区
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-27
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-22
• 1.2.1 水代谢与水足迹研究现状12-15
• 1.2.1.1 水代谢12-13
• 1.2.1.2 水足迹13-15
• 1.2.2 物质代谢研究现状15-18
• 1.2.2.1 物质代谢15-17
• 1.2.2.2 碳氮磷代谢17-18
• 1.2.3 生态系统服务与环境效应研究现状18-21
• 1.2.3.1 生态系统服务18-19
• 1.2.3.2 工业环境影响评价19-21
• 1.2.4 现状分析小结21-22
• 1.3 研究目的与内容22-23
• 1.3.1 研究目的22
• 1.3.2 研究内容22-23
• 1.4 研究方法及技术路线23-27
• 1.4.1 研究方法23-25
• 1.4.2 技术路线图25-27
• 第二章 开发区水代谢现状分析27-51
• 2.1 数据来源27-30
• 2.2 企业用排水量分析30-35
• 2.3 企业重复用水及回用水情况35-37
• 2.4 企业污水处理效果分析37-46
• 2.5 企业水足迹计算46-49
• 2.6 本章小结49-51
• 第三章 开发区碳氮磷代谢分析51-70
• 3.1 数据来源51-52
• 3.2 碳代谢分析52-54
• 3.2.1 产业系统的碳代谢分析52-54
• 3.2.2 污水处理系统的碳代谢分析54
• 3.3 氮代谢分析54-57
• 3.3.1 产业系统的氮代谢分析54-57
• 3.3.2 污水处理系统的氮代谢分析57
• 3.4 磷代谢分析57-59
• 3.4.1 产业系统的磷代谢分析57-59
• 3.4.2 污水处理系统的磷代谢分析59
• 3.5 碳、氮、磷代谢综合分析59-61
• 3.6 2008年和2014年开发区碳氮磷代谢结构比较61-63
• 3.6.1 碳代谢结构比较61-62
• 3.6.2 氮代谢结构比较62-63
• 3.6.3 磷代谢结构比较63
• 3.7 重点企业碳氮磷代谢分析63-68
• 3.7.1 灵谷、协联碳代谢分析63-65
• 3.7.2 灵谷、协联氮代谢分析65-66
• 3.7.3 灵谷、协联磷代谢分析66-67
• 3.7.4 灵谷、协联碳、氮、磷代谢综合分析67-68
• 3.8 本章小结68-70
• 第四章 开发区节水潜力分析70-80
• 4.1 情景设计70-77
• 4.1.1 基础情景70-74
• 4.1.2 企业节水减排情景74-76
• 4.1.3 污水处理厂工程回用情景76-77
• 4.1.4 用水总量控制情景77
• 4.2 结果与讨论77-78
• 4.3 结论与政策启示78-80
• 第五章 基于生命周期评价的污水回用环境效应分析80-100
• 5.1 污水处理厂情况简介80-81
• 5.2 污水回用生命周期分析81-96
• 5.2.1 目标定义与范围确定81-82
• 5.2.2 清单分析（LCI）82-85
• 5.2.3 生命周期影响评价(LCIA)85-93
• 5.2.3.1 不同处理工艺比较85-87
• 5.2.3.2 不同深度处理率情景比较87-89
• 5.2.3.3 不同节水情景比较89-93
• 5.2.4 生命周期影响评价结果解释及政策建议93-96
• 5.2.4.1 氮磷元素代谢的环境影响分析93-95
• 5.2.4.2 生命周期影响评价结果解释及政策建议95-96
• 5.3 生态系统服务及工业风险影响分析96-98
• 5.4 本章小结98-100
• 第六章 结论和建议100-103
• 6.1 结论100-102
• 6.2 建议102-103
• 参考文献103-110
• 致谢110-112
• 附录112-133
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果133

【参考文献】

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本文编号：1127015