环境工程管理61P

LOGO 环环 境境 工工 程程 管管 理理 Company Logo概概 述述产业结构与产业结构与行业排污特行业排污特征征环境工程与环环境工程与环境工程管理境工程管理 第一节第一节 概概 述述v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo一、环境工程与环境工程管理环境污染防治工程环境污染防治工程 1环境系统工程环境系统工程 2环境质量评价工程环境质量评价工程 3环境工程的其他内容环境工程的其他内容 41、环境工程的内容 v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 在可持续发展观念的指导下，按照规划，协调发在可持续发展观念的指导下，按照规划，协调发展与环境的关系，运用经济、法律、行政、技术等展与环境的关系，运用经济、法律、行政、技术等手段，促使它不仅研究防治手段，促使它不仅研究防治环境污染和公害的工程环境污染和公害的工程技术措施技术措施，而且研究，而且研究自然资源的保护和合理利用自然资源的保护和合理利用，探索探索废物资源化的技术废物资源化的技术，改革生产工艺，改革生产，改革生产工艺，改革生产工艺，推行少害生产系统或清洁生产技术，并且按工艺，推行少害生产系统或清洁生产技术，并且按照区域环境进行运筹学的管理，以获得较大的环境照区域环境进行运筹学的管理，以获得较大的环境效益和经济效益。效益和经济效益。2、环境工程管理的含义v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo3、环境工程管理的内容 v 通过制定工程技术标准、技术规范和相关政策，通过制定工程技术标准、技术规范和相关政策，对工程技术路线、方法、生产工艺进行技术经济和对工程技术路线、方法、生产工艺进行技术经济和环境影响评价，限制损害人类环境质量的生产、技环境影响评价，限制损害人类环境质量的生产、技术活动；鼓励开发清洁生产技术，节能降耗技术等术活动；鼓励开发清洁生产技术，节能降耗技术等一切有利于改善环境质量的工程技术，以便获得良一切有利于改善环境质量的工程技术，以便获得良好的好的环境经济效果环境经济效果。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo4、环境工程管理的要求 1制定完善而系统的各种标准、环境监测规范等工作将环境保护的要求纳入到各个行业、地区的产品设计标准、设计规范中 开展对工程技术路线、生产工艺的环境影响评价 对环境工程技术进行综合评价，推荐防治污染的最佳可行技术TEXT对各种环境问题提出综合防治途径和对策 2345v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo二、产业结构与行业排污特征v1、产业结构、产业结构v第一产业第一产业：包括农业、畜牧业、渔业、林业。：包括农业、畜牧业、渔业、林业。v第二产业第二产业：包括工业、建筑业、地质普查与勘探业。：包括工业、建筑业、地质普查与勘探业。v第三产业第三产业：第一、第二产业以外的其余部门。：第一、第二产业以外的其余部门。v第一层次：指直接为生产和生活服务的部门，如第一层次：指直接为生产和生活服务的部门，如饮食业、保险业等；饮食业、保险业等；v第二层次：指为社会公共需要服务的部门，包括第二层次：指为社会公共需要服务的部门，包括政府机关、人民团体、军队和警察等。政府机关、人民团体、军队和警察等。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 2、行业排污特征、行业排污特征v（1）产业结构的排污特征）产业结构的排污特征v 第一产业以第一产业以有机污染有机污染为主，造成水体中的为主，造成水体中的BOD5和和N、P升高。升高。v 第二产业引起第二产业引起有机污染、无机污染、有毒有害物质污染有机污染、无机污染、有毒有害物质污染。v 第三产业以第三产业以有机污染物有机污染物排放为主。排放为主。v（2）行业的排污特征）行业的排污特征v 行业的排污特征一般用排污系数来表示。行业的排污特征一般用排污系数来表示。v 一类为一类为价值型排污系数价值型排污系数，即某行业每万元产值排出各种主，即某行业每万元产值排出各种主要污染物的绝对数量，受到市场价格变化和国际货币不同的要污染物的绝对数量，受到市场价格变化和国际货币不同的影响，缺乏一定的可比性；影响，缺乏一定的可比性；v 一类为一类为实物型排污系数实物型排污系数，即某行业生产每单位产品中过程，即某行业生产每单位产品中过程中排出各种主要污染物的绝对数量，具有一定的可比性。中排出各种主要污染物的绝对数量，具有一定的可比性。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo第二节第二节 污染防治工程管理（上）污染防治工程管理（上）v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo一、大气污染防治工程一、大气污染防治工程（一）大气污染（一）大气污染 定义定义：大气污染是指进人大气大气污染是指进人大气层的污染物的浓度超过层的污染物的浓度超过环境所能允许的极限，环境所能允许的极限，改变正常大气的组成，改变正常大气的组成，破坏其物理、化学和生破坏其物理、化学和生态平衡体系，使大气质态平衡体系，使大气质量恶化，从而危害人类量恶化，从而危害人类生活、生产、健康，损生活、生产、健康，损害自然资源，给正常的害自然资源，给正常的工农业带来不良后果的工农业带来不良后果的大气状况。大气状况。大气污染大气污染v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo 举例：受大气污染危害举例：受大气污染危害 云冈石窟以云冈石窟以十倍速度风化十倍速度风化 受大气污染危害，世界文化遗受大气污染危害，世界文化遗产云冈石窟产云冈石窟1010年的风化速度相当于年的风化速度相当于自然状态下的自然状态下的100100年。目前对石窟环年。目前对石窟环境影响最大的是距其不足千米的大境影响最大的是距其不足千米的大同煤业集团晋华宫矿两座大型煤矸同煤业集团晋华宫矿两座大型煤矸石山。石山。石窟松软的质地特征极易受风石窟松软的质地特征极易受风雨侵蚀，尤其是酸性物质的侵蚀。雨侵蚀，尤其是酸性物质的侵蚀。据介绍，大同煤业集团晋华宫矿的据介绍，大同煤业集团晋华宫矿的两座大型煤矸石山含硫量极高，且两座大型煤矸石山含硫量极高，且自燃现象严重，造成该地区局部性自燃现象严重，造成该地区局部性的酸雨现象。如果这种状况持续下的酸雨现象。如果这种状况持续下去，若干年后石窟将不复存在。去，若干年后石窟将不复存在。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo（二）大气污染源（二）大气污染源v1生活污染源（如人们做饭、取暖燃料燃烧）生活污染源（如人们做饭、取暖燃料燃烧）v2工业及农业污染源工业及农业污染源v3交通污染源交通污染源v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo（三）颗粒污染物的净化方法（三）颗粒污染物的净化方法1、颗粒污染物的分类、颗粒污染物的分类 大气中的烟尘主要是由于固体燃料（煤）的燃大气中的烟尘主要是由于固体燃料（煤）的燃烧产生的。烧产生的。v我们根据烟尘（颗粒污染物组成）的特性，可以我们根据烟尘（颗粒污染物组成）的特性，可以将其分为粉尘、烟和雾三种类型。将其分为粉尘、烟和雾三种类型。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2、颗粒污染物的去除方法及设备、颗粒污染物的去除方法及设备 去除大气中颗粒污染物的方法很多，根据去除大气中颗粒污染物的方法很多，根据它的作用原理，可以分为下列四种类型：它的作用原理，可以分为下列四种类型：v干法去除颗粒污染物干法去除颗粒污染物 v湿法去除颗粒污染物湿法去除颗粒污染物 v过滤法去除颗粒污染物过滤法去除颗粒污染物 v静电法去除颗粒污染物静电法去除颗粒污染物 v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（四）气态污染物的治理（四）气态污染物的治理 v 1吸收法吸收法 v 吸收可分为吸收可分为化学吸收化学吸收和和物理吸收物理吸收两大类。两大类。v2吸附法吸附法 v 吸附是一种固体表面现象。它是利用吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性多孔性固体吸附剂固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。达到分离的目的。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo二、水污染防治工程二、水污染防治工程（一）水污染防治的根本原则（一）水污染防治的根本原则v1.“防防”对污染源的控制通过有效控制使污染对污染源的控制通过有效控制使污染源排放的污染物减到最少量。源排放的污染物减到最少量。v2.“治治”对废水进行处理，以达到国家或地方对废水进行处理，以达到国家或地方的排放标准。的排放标准。v3.“管管”对污染源，水体及处理设施的管理。对污染源，水体及处理设施的管理。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo（二）废水处理过程分为三级：（二）废水处理过程分为三级：1、废水的一级处理、废水的一级处理 v 方式：物理处理，如沉降、砂虑、气浮等。方式：物理处理，如沉降、砂虑、气浮等。v 目的：主要去除废水中的漂浮物及部分悬浮状污染物，以减轻水质目的：主要去除废水中的漂浮物及部分悬浮状污染物，以减轻水质的腐化程度和后续处理工艺负荷。的腐化程度和后续处理工艺负荷。2、废水的二级处理、废水的二级处理v 方式：以生物处理为主要手段，如活性污泥法、生物膜法等。方式：以生物处理为主要手段，如活性污泥法、生物膜法等。v 目的：去除废水中呈可溶态、胶态的有机污染物及部分氮、磷元素。目的：去除废水中呈可溶态、胶态的有机污染物及部分氮、磷元素。3、废水的三级处理、废水的三级处理 v 方式：根据用户对水质的要求，建立不同的处理工艺组合，常采用方式：根据用户对水质的要求，建立不同的处理工艺组合，常采用化学处理方法，如中和、化学沉淀、氧化还原等。化学处理方法，如中和、化学沉淀、氧化还原等。v 目的：去除氮、磷、重金属、病原微生物及其他有毒物质，达到废目的：去除氮、磷、重金属、病原微生物及其他有毒物质，达到废水的回用。水的回用。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo水俣病患者水俣病发病原因“自杀猫自杀猫”与水俣病与水俣病v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo三、固体废物的处理与处置工程v1.进行无害化处理，如填埋、焚烧等；进行无害化处理，如填埋、焚烧等；v2.进行资源化处理，如工矿业废物制造建筑材料，进行资源化处理，如工矿业废物制造建筑材料，农业废物制取沼气等；农业废物制取沼气等；v3.进行减量化处理。进行减量化处理。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov噪声污染防治噪声污染防治v1噪声的来源噪声的来源v（1）交通噪声）交通噪声 v（2）工业噪声）工业噪声 v（3）建筑施工噪声）建筑施工噪声 v（4）社会生活噪声）社会生活噪声四、噪声及其他公害防治技术四、噪声及其他公害防治技术v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov19611961年，美国空军年，美国空军F-104F-104喷气战斗机在俄克拉马喷气战斗机在俄克拉马荷马市上空作超音速飞荷马市上空作超音速飞行实验，飞行高度为行实验，飞行高度为10Km10Km，每天飞行，每天飞行8 8次，次，6 6个月内使一个农场的个月内使一个农场的1 1万万只鸡被飞机的轰响声杀只鸡被飞机的轰响声杀死死60006000只。只。噪声污染实例噪声污染实例v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2噪声控制的一般原理噪声控制的一般原理v（1）声源的控制）声源的控制v（2）传播途径的控制）传播途径的控制v（3）接受者的防护）接受者的防护v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo第二节第二节 污染防治工程管理（下）污染防治工程管理（下）v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 1防治结合，防治结合，以防为主以防为主，综合治理，综合治理v（1）在计划、设计过程中，要注意防止环境污染。）在计划、设计过程中，要注意防止环境污染。v（2）在生产过程中消除或减少污染。）在生产过程中消除或减少污染。v 2合理利用环境自净能力，合理利用环境自净能力，人工治理与自然净化人工治理与自然净化相结合相结合v（1）通过全面规划、合理布局，合理利用环境自净能力。）通过全面规划、合理布局，合理利用环境自净能力。v（2）根据区域环境特征，大气、水体、土壤的自然净化能）根据区域环境特征，大气、水体、土壤的自然净化能力，制定经济合理的污染物排放标准和排放方式。力，制定经济合理的污染物排放标准和排放方式。v（3）人工治理措施与利用环境自净能力相结合。）人工治理措施与利用环境自净能力相结合。一、污染防治工程的基本要求v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov3分散治理与区域防治相结合分散治理与区域防治相结合v（1）工业污染控制必须把厂内治理与区域污染防）工业污染控制必须把厂内治理与区域污染防治相结合。治相结合。v（2）要以企业分散防治为基础进行区域污染综合）要以企业分散防治为基础进行区域污染综合防治。防治。v4综合利用与综合利用与无害化处理无害化处理相结合相结合v（1）提高自然资源利用率，减少污染物的流失。）提高自然资源利用率，减少污染物的流失。v（2）实现工业）实现工业“三废三废”及其他废物的资源化。及其他废物的资源化。v5结合区域实际，把结合区域实际，把环境效益与经济效益环境效益与经济效益相结合相结合v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo二、污染防治工程的运行管理v（一）单元环境工程运行管理（一）单元环境工程运行管理v1分析分析产生污染物的生产工艺和现有的治理技术产生污染物的生产工艺和现有的治理技术状况；状况；v2重视对现行生产工艺的重视对现行生产工艺的改进改进，减少污染物的排，减少污染物的排放量；放量；v3掌握掌握污染物排放量、性质（组分）、浓度；污染物排放量、性质（组分）、浓度；v4确定确定污染治理工艺、设计参数、配方、装置等；污染治理工艺、设计参数、配方、装置等；v5严格工业操作条件严格工业操作条件，确保达到处理效果和技术，确保达到处理效果和技术经济指标。经济指标。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（二）系统的环境工程运行管理（二）系统的环境工程运行管理v 系统的环境工程运行管理是用系统的环境工程运行管理是用系统方法系统方法来解决和来解决和处理环境工程问题，它不仅包括单元处理环境工程问题，它不仅包括单元环境工程环境工程，还，还包括包括环境规划环境规划和和环境污染控制环境污染控制方案等综合防治问题。方案等综合防治问题。v（1）总量控制的四个基本量）总量控制的四个基本量v环境容量；环境容量；v受纳水域允许纳污量；受纳水域允许纳污量；v控制区域容许排污量；控制区域容许排污量；v排放口总量控制负荷指标。排放口总量控制负荷指标。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（2）总量控制的负荷分配）总量控制的负荷分配v总量控制的核心是将负荷分配到源；总量控制的核心是将负荷分配到源；v环境容量资源分配；环境容量资源分配；v污染负荷的技术、经济优化分配；污染负荷的技术、经济优化分配；v总量控制中两步分配的特点。总量控制中两步分配的特点。v（3）总量控制的技术关键）总量控制的技术关键v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo产生者产生者容器容器处理处置处理处置储存储存收集运输收集运输对于固体废物对于固体废物产生者产生者,要求其要求其按照有关标准按照有关标准,将所产生的废将所产生的废物分类物分类,并用符并用符合法定标准的合法定标准的容器包装容器包装,做好做好标记、登记记标记、登记记录、建立废物录、建立废物(主要是危险废主要是危险废物物)清单清单,待收集待收集运输者运出运输者运出,并并向环境保护部向环境保护部门进行排污申门进行排污申报报对于不同对于不同废物废物,要求要求采用不同采用不同容器包装容器包装储存管理是储存管理是指对于固体指对于固体废物进行管废物进行管理与处置前理与处置前的储存过程的储存过程,实行严格控实行严格控制制收集管理是指收集管理是指对各厂家的收对各厂家的收集实行管理集实行管理,运输管理是指运输管理是指收集过程中的收集过程中的运输和收集后运输和收集后运送到中转站运送到中转站,或处理处置厂或处理处置厂的过程的过程,所需所需实行的污染控实行的污染控制制TEXT综合利用管综合利用管理是包括用理是包括用于农业、建于农业、建材、回收资材、回收资源和能源过源和能源过程中污染的程中污染的控制控制v综合利用综合利用三、固体废物的管理内容处理处置管理处理处置管理包括有控堆放、包括有控堆放、卫生填埋、安卫生填埋、安全镇埋、深地全镇埋、深地层处置、焚化、层处置、焚化、生化生化v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo第三节第三节 环境工程优化决策环境工程优化决策v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo一、环境工程优化的一般程序v 1确定行业控制目标确定行业控制目标v（1）绘制主要产品生产工艺流程图，物料流失平衡图；）绘制主要产品生产工艺流程图，物料流失平衡图；v（2）确定重点排污位置，进行水质水量验证；）确定重点排污位置，进行水质水量验证；v（3）分析有代表性的生产周期污染物变化，水量变化图；）分析有代表性的生产周期污染物变化，水量变化图；v（4）考察排污量与水质现状的定量关系，绘制排污曲线；）考察排污量与水质现状的定量关系，绘制排污曲线；v（5）与同行业进行对比，提出控制措施。）与同行业进行对比，提出控制措施。v 2确定污染源最佳生产工艺下废水排放浓度及最佳处理技确定污染源最佳生产工艺下废水排放浓度及最佳处理技术术v（1）对污染源控制措施进行技术，经济可行性分析；）对污染源控制措施进行技术，经济可行性分析；v（2）调整污染源最佳生产工艺下污水排放浓度；）调整污染源最佳生产工艺下污水排放浓度；v（3）确定最佳生产工艺下，最佳废水吹了方案。）确定最佳生产工艺下，最佳废水吹了方案。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 3区域集中控制工程区域集中控制工程v（1）尽可能建立区域污水厂实现区域联片治理；）尽可能建立区域污水厂实现区域联片治理；v（2）实施城市环境综合治理，改变工业布局，关、停、并、转污染严）实施城市环境综合治理，改变工业布局，关、停、并、转污染严重的企业；重的企业；v（3）选择污水排放去向。）选择污水排放去向。v 4总量控制方案的环境、社会、经济效益及分析实施的可行性总量控制方案的环境、社会、经济效益及分析实施的可行性。v 5环境目标可达性评价环境目标可达性评价v 从以下几个方面考虑：从以下几个方面考虑：v 功能区功能改变或调整，混合区利用是否可性，是否有不可挽回的环功能区功能改变或调整，混合区利用是否可性，是否有不可挽回的环境影响；境影响；v 提高水环境质量与加强给水处理两条不同途径的成本效益比较；提高水环境质量与加强给水处理两条不同途径的成本效益比较；v 各专业用水区的水质是否得到了更有效的保护；各专业用水区的水质是否得到了更有效的保护；v 能否保证污染物削减方案分期实施；能否保证污染物削减方案分期实施；v 削减污染物治理方案的经济承受能力和分析实施计划；削减污染物治理方案的经济承受能力和分析实施计划；v 将环境保护目标与负荷分配目标怎样落实到环境综合整治定量考核和目将环境保护目标与负荷分配目标怎样落实到环境综合整治定量考核和目标管理责任制。标管理责任制。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 6优化决策优化决策v（1）削减某一指定负荷量的最优组合治理方案；）削减某一指定负荷量的最优组合治理方案；v（2）参照某水平年排放量的削减控制方案；）参照某水平年排放量的削减控制方案；v（3）达到治理目标的投资最小。）达到治理目标的投资最小。v 7政策协调和行政决策政策协调和行政决策v（1）解决理论优化和实际的关系；）解决理论优化和实际的关系；v（2）解决政策配套中新与旧的矛盾；）解决政策配套中新与旧的矛盾；v（3）确定分期实施方案；）确定分期实施方案；v（4）“三同时三同时”政策协调；政策协调；v（5）排污收费政策协调。）排污收费政策协调。v 8审核发放许可证审核发放许可证v（1）确定许可证发放范围，许可证内容及类型；）确定许可证发放范围，许可证内容及类型；v（2）建立许可证监督管理办法、管理体制，经费补偿办法。）建立许可证监督管理办法、管理体制，经费补偿办法。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo二、城市污水处理厂设计中的优化决策v（一）污水处理厂设计规模（一）污水处理厂设计规模v1设计规模的确定设计规模的确定 v 污水处理厂设计规模包含污水处理厂设计规模包含设计水量设计水量及及设计进水水设计进水水质浓度质浓度，是污水处理厂工艺选择及设计的基础数据，是污水处理厂工艺选择及设计的基础数据，特别是污水处理厂有除磷脱氮要求时，除需确定常特别是污水处理厂有除磷脱氮要求时，除需确定常规污染物浓度外，还应确定营养物浓度、碱度等水规污染物浓度外，还应确定营养物浓度、碱度等水质特性，应当引起设计人员的足够重视。质特性，应当引起设计人员的足够重视。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 2.设计水量设计水量v 污水处理厂的水量规模，应根据城市污水处理厂的水量规模，应根据城市历年供水节水统计资历年供水节水统计资料料，以现状年的用水量为基础，以年增长率法预测污水处理，以现状年的用水量为基础，以年增长率法预测污水处理厂收水范围内设计年限的需水量，并实测市区主要排污口的厂收水范围内设计年限的需水量，并实测市区主要排污口的水量，以实测污水折减系数确定其水量规模。对于截流式合水量，以实测污水折减系数确定其水量规模。对于截流式合流制管网系统，还应结合管网设计，计算流制管网系统，还应结合管网设计，计算雨季设计水量雨季设计水量，做，做为工艺选择及各项构筑物计算依据。为工艺选择及各项构筑物计算依据。v 3.设计进水水质设计进水水质v 污水处理厂的设计进水水质，在市区选择几个有污水处理厂的设计进水水质，在市区选择几个有代表性的代表性的排污口排污口，定期实测其水质水量，采用，定期实测其水质水量，采用加权平均加权平均确定其现状水确定其现状水质浓度，以此为基础，结合其它监测资料并考虑一定余地，质浓度，以此为基础，结合其它监测资料并考虑一定余地，确定设计进水水质。因不同城市产业结构的差异，切忌简单确定设计进水水质。因不同城市产业结构的差异，切忌简单类比。类比。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 4.近期建设规模近期建设规模v 污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩建。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。原因建。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。原因如下：如下：v 中小城市污水管网普及率较低，污水管网的改造耗时中小城市污水管网普及率较低，污水管网的改造耗时较长，至少较长，至少3-5年年。v 中小城市基础资料缺乏，存在诸多不确定因素，如产中小城市基础资料缺乏，存在诸多不确定因素，如产业结构调整、某些重点污染企业的周期性运行等，其水质水业结构调整、某些重点污染企业的周期性运行等，其水质水量较难准确预测。如果近期建设规模过大，污水处理厂长期量较难准确预测。如果近期建设规模过大，污水处理厂长期达不到设计规模，造成大量设备闲置，投资效益降低。达不到设计规模，造成大量设备闲置，投资效益降低。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（二）处理工艺（二）处理工艺v 1 处理工艺类型及选择处理工艺类型及选择v 随着环境及法规的压力，城市污水处理厂普遍采用二级随着环境及法规的压力，城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺，在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大生物处理工艺，在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类，活性污泥法因其处理效率高，在城市污水处理厂得到广类，活性污泥法因其处理效率高，在城市污水处理厂得到广泛应用。泛应用。v 活性污泥法有许多种型式，使用广泛的主要有以下三种活性污泥法有许多种型式，使用广泛的主要有以下三种类型：传统活性污泥法及其改进型类型：传统活性污泥法及其改进型A/0、A2/0、AB工工艺，氧化沟工艺，艺，氧化沟工艺，SBR工艺。工艺。v 传统活性污泥及其改进型传统活性污泥及其改进型A/0、A2/0、AB工艺，处理工艺，处理单元多，操作管理复杂，尤其是污泥厌氧消化工艺，对管理单元多，操作管理复杂，尤其是污泥厌氧消化工艺，对管理水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量，根据我国水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量，根据我国污水处理的实践经验，污水处理厂设计规模达到污水处理的实践经验，污水处理厂设计规模达到20104m3/d以上，才具有经济性。以上，才具有经济性。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov中小城市污水处理厂，设计规模一般在中小城市污水处理厂，设计规模一般在10104m3/d以下，由于其技术力量相对较弱，以下，由于其技术力量相对较弱，采用氧化沟和采用氧化沟和SBR工艺具有明显优势。其优点如下：工艺具有明显优势。其优点如下：v（1）氧化沟法和）氧化沟法和SBR法的抗冲击负荷能力强，能法的抗冲击负荷能力强，能够适应中小城市水质水量变化大的特点。够适应中小城市水质水量变化大的特点。v（2）氧化沟和）氧化沟和SBR法，通常不设初沉池和污泥消法，通常不设初沉池和污泥消化系统，工艺流程简单，适合管理水平相对较低的化系统，工艺流程简单，适合管理水平相对较低的中小城市。中小城市。v（3）氧化沟和）氧化沟和SBR法的基建费用低。法的基建费用低。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2.雨水冲击负荷与污泥流失雨水冲击负荷与污泥流失v 在排水管网为合流制的条件下，进入污水处理厂在排水管网为合流制的条件下，进入污水处理厂的污水流量雨天是晴天的的污水流量雨天是晴天的2-4倍，当出现雨水冲击倍，当出现雨水冲击负荷时，大量活性污泥从曝气池转移至二沉池，并负荷时，大量活性污泥从曝气池转移至二沉池，并造成污泥流失。在常规处理系统中，通常设置超越造成污泥流失。在常规处理系统中，通常设置超越管，在生物曝气池前溢流，或分流部分冲击负荷至管，在生物曝气池前溢流，或分流部分冲击负荷至二沉池，通过停开曝气器让污泥在曝气池内沉淀，二沉池，通过停开曝气器让污泥在曝气池内沉淀，防止污泥流失。但上述方式都不能使有机物得到有防止污泥流失。但上述方式都不能使有机物得到有效降解。改进型效降解。改进型Orbal氧化沟工艺和氧化沟工艺和SBR工艺可解工艺可解决上述问题。决上述问题。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（1）改进型）改进型Orabl氧化沟工艺氧化沟工艺v Orabl氧化沟由三条椭圆形同心沟渠组成，污水氧化沟由三条椭圆形同心沟渠组成，污水由外沟依次进入中间沟及内沟，各沟内的有机物浓由外沟依次进入中间沟及内沟，各沟内的有机物浓度和溶解氧浓度均不相同，在去除有机物的同时，度和溶解氧浓度均不相同，在去除有机物的同时，可实现除磷脱氮的目的。经改进的可实现除磷脱氮的目的。经改进的Orabl氧化沟设氧化沟设计为雨水分流的运行模式，当雨水高峰流量发生时，计为雨水分流的运行模式，当雨水高峰流量发生时，可将进水切换至中间沟道，而回流污泥仍连续送往可将进水切换至中间沟道，而回流污泥仍连续送往外沟道，使其在外沟道贮存并得到曝气，可有效地外沟道，使其在外沟道贮存并得到曝气，可有效地防止活性污泥的流失，同时使有机物得到降解。当防止活性污泥的流失，同时使有机物得到降解。当雨水冲击负荷停止后，系统切换至正常运行状态。雨水冲击负荷停止后，系统切换至正常运行状态。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov（2）SBR工艺工艺v SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。vSBR池通常每个周期运行池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水小时，当出现雨水高峰流量时，高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。的变化。SBR系统通常能够承受系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲倍旱流量的冲击负荷。击负荷。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo1 直接优化法直接优化法 根据性能指标的根据性能指标的变化，通过直接对变化，通过直接对各种方案或可调参各种方案或可调参数的选择、计算和数的选择、计算和比较，来得到最优比较，来得到最优解或满意解解或满意解2间接优化法间接优化法 也称解析最优化，它是在建立最也称解析最优化，它是在建立最优化数学模型的基础上，通过最优化数学模型的基础上，通过最优化计算求出最优解。优化计算求出最优解。线性规划法：将所有目标函数和线性规划法：将所有目标函数和约束条件均化为线性函数。约束条件均化为线性函数。非线性规划：目标函数的导数为非线性规划：目标函数的导数为零的点，就是所求的最优解。零的点，就是所求的最优解。动态规划法动态规划法遗传算法：模拟生物学中的自然遗传算法：模拟生物学中的自然遗传而提出的随机优化算法。遗传而提出的随机优化算法。案例教学一、优化方法分类一、优化方法分类v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo v 1水污染治理工程方案多级估量分析模型设计水污染治理工程方案多级估量分析模型设计 多级估量分析是一种定性、定量相结合的模型统计方法，多级估量分析是一种定性、定量相结合的模型统计方法，其任务是要在几种相互矛盾的目标之间进行综合评判与决策。其任务是要在几种相互矛盾的目标之间进行综合评判与决策。水污染控制规划的多级估量分析，实质上就是治理方案被决水污染控制规划的多级估量分析，实质上就是治理方案被决策者确定的程度，也就是实施的可行性。策者确定的程度，也就是实施的可行性。v 水污染治理工程方案是在未来资金，技术条件等方面不水污染治理工程方案是在未来资金，技术条件等方面不十分准确的情况下拟合的，也就是在模糊条件下进行决策的，十分准确的情况下拟合的，也就是在模糊条件下进行决策的，所以是一个模糊决策。要想预测治理的可行性，必须依靠心所以是一个模糊决策。要想预测治理的可行性，必须依靠心理测量的决策过程，即使治理工程方案被决策部门、领导、理测量的决策过程，即使治理工程方案被决策部门、领导、专家及有关人员所认识，并且又以多级估量模型反映出来，专家及有关人员所认识，并且又以多级估量模型反映出来，对治理工程等控制对策进行必要性、可行性分析。对治理工程等控制对策进行必要性、可行性分析。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 1.1评定方法评定方法设有一种治理方案，从必要性与可行性两个方面进行综设有一种治理方案，从必要性与可行性两个方面进行综合考察。首先确定和水污染治理方案有关的决策部门、领导、合考察。首先确定和水污染治理方案有关的决策部门、领导、专家及有关人员，发给每一评定人专家及有关人员，发给每一评定人2张表张表(见表见表1、2)，对，对每个方案的必要性、可行性分别在表格中画每个方案的必要性、可行性分别在表格中画“”，每竖列，每竖列必须打一个而且仅能打一个勾。表必须打一个而且仅能打一个勾。表1意味着评定人对该项水意味着评定人对该项水污染治理方案的印象是：若说污染治理方案的印象是：若说“很不必要很不必要”，他的态度是少，他的态度是少许赞成的；若说许赞成的；若说“较不必要较不必要”，他的态度是坚决赞成的；说，他的态度是坚决赞成的；说“中等中等”，他少许赞成；说，他少许赞成；说“较必要较必要”，他中立；说，他中立；说“很必很必要要”，他坚决反对，他坚决反对,表表1可转化为可转化为5个点：个点：(0，0.75),(0.25，1),(0.5，0.75),(0.75，0.5),(1，0)，5个点联成的折线为个点联成的折线为0，1上的一个必要性模糊子集。表上的一个必要性模糊子集。表2亦同理。亦同理。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 社对该方案进行了社对该方案进行了n人次评定，则评定结果可用人次评定，则评定结果可用2个个5维向量维向量(p1i,p2i,p3i,p4i,p5i);(q1i,q2i,q3i,q4i,q5i)，(i=1，2，n)来表示，其中来表示，其中p1i,p2i,p3i,p4i,p5i表表示必要性置信度，示必要性置信度，q1i,q2i,q3i,q4i,q5i表示可行表示可行性置信度。性置信度。记记ai=0.25p2i0.5p3i0.75p4ip5ibi0.25q2i0.5q3i0.75q4iq5ii=1，2，,n相应地作为该治理方案必要性，可行性程度的点估相应地作为该治理方案必要性，可行性程度的点估计。计。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 式中：式中：、为该方案必要性，可行性程度的置信度。为该方案必要性，可行性程度的置信度。令令v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov则则xi(1),xi(2)，yi(1),yi(2)为该治理为该治理方案第方案第i次评定的必要性，可行性程度的置信区间，次评定的必要性，可行性程度的置信区间，其构成一矩形其构成一矩形(见图见图1)。图1污水治理工程必要性、可行性置信区间v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov令令(x,y)=x(1)i,x(2)i*y(1)i,y(2)i(x,y)这里这里 x(1)i,x(2)i*y(1)i,y(2)iv(x,y)v式中式中:(x,y)表示矩形对表示矩形对(x,y)的覆盖率。的覆盖率。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logo1.2权重值的确定v 现有的多因素评判或决策方法多是对诸因素给一定的权重分配，然现有的多因素评判或决策方法多是对诸因素给一定的权重分配，然后通过加权平均或其它方式得出综合的评价，这样得到的权值数是定后通过加权平均或其它方式得出综合的评价，这样得到的权值数是定值，称之为常权。但人脑对客观事物进行抉择时所运用的并不是常权。值，称之为常权。但人脑对客观事物进行抉择时所运用的并不是常权。在一个决策过程中，人们对每一因素的权衡都要随着过程的具体进程在一个决策过程中，人们对每一因素的权衡都要随着过程的具体进程而不断变化，这是一种随时间变化的权数，以必要性与可行性而论，而不断变化，这是一种随时间变化的权数，以必要性与可行性而论，当一个方案可行性程度很低，低到可允许范围以下的时候，再必要的当一个方案可行性程度很低，低到可允许范围以下的时候，再必要的方案也不能付诸实施，这说明，当方案可行性很低时，必要性的权重方案也不能付诸实施，这说明，当方案可行性很低时，必要性的权重地位也降低。地位也降低。v式中：式中：w1(x,y)为必要性变权为必要性变权;w2(x,y)为可行性变为可行性变权权;w1(x,y)+w2(x,y)=1，为用普通常数方法得到的权重比（简为用普通常数方法得到的权重比（简称常权比），称常权比），=w2/w1。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 1.2.1必要性常权值的确定污水治理工程的必要性常权必要性常权值的确定污水治理工程的必要性常权值的确定，主要取决于治理工程对控制断面达到控制目标的值的确定，主要取决于治理工程对控制断面达到控制目标的贡献比重。因此，必要性权值的确定按下式计算：贡献比重。因此，必要性权值的确定按下式计算：v 式中：式中：w1为必要性常权（若为必要性常权（若w11，其值取，其值取1）；）；q为某为某治理工程污染物的削减量（治理工程污染物的削减量（kg/d）；）；c1为某排污口（支流）为某排污口（支流）污染物预测排放量（污染物预测排放量（kg/d）；）；c为某排污口（支流）污为某排污口（支流）污染物允许排放量（染物允许排放量（kg/d）。）。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov1.2.2可行性常权值的确定治理工程的可行性可行性常权值的确定治理工程的可行性受到资金来源、技术等条件所限制，但对于治理工受到资金来源、技术等条件所限制，但对于治理工程是否可行，主要取决于资金来源。由于资金不足，程是否可行，主要取决于资金来源。由于资金不足，可以导致优化方案不一定是可行性方案，许多优化可以导致优化方案不一定是可行性方案，许多优化方案不能付诸实施。所以采用以下既符合实际情况，方案不能付诸实施。所以采用以下既符合实际情况，又直观简便的方法确定可行性常权值。又直观简便的方法确定可行性常权值。v式中：式中：w2为可行性常权（若为可行性常权（若w21，其值取，其值取1）；）；r为排污收费回用系数；为排污收费回用系数；p1为可筹集的资金，对于为可筹集的资金，对于工厂主要是排污收费现存累积数；工厂主要是排污收费现存累积数；p2为治理工程为治理工程所需投资。所需投资。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov1.2.3治理工程方案多级估量综合分析模型设计治理工程方案多级估量综合分析模型设计vE=v式中：式中：E为必要性与可行性的综合程度。为必要性与可行性的综合程度。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2实例研究实例研究某市为了控制水环境污染，提高水环境质量，某市为了控制水环境污染，提高水环境质量，增加水利资源，最大限度地满足城市经济发展和人增加水利资源，最大限度地满足城市经济发展和人民生活水平提高的要求，制订了一系列水污染治理民生活水平提高的要求，制订了一系列水污染治理工程方案。为确定治理工程方案付诸实施的可能性，工程方案。为确定治理工程方案付诸实施的可能性，与治理单位共同研究确定。初选与治理单位共同研究确定。初选26个治理工程方个治理工程方案，对其进行多级估量分析。案，对其进行多级估量分析。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 2.1方案特点方案特点2.1.1治理工程方案实用性相对较强，大部分除了有环境治理工程方案实用性相对较强，大部分除了有环境效益，间接经济效益外，还有相当可观的直接经济效益。效益，间接经济效益外，还有相当可观的直接经济效益。2.1.2治理工程与技术改造和改革工艺相结合，扩大了资治理工程与技术改造和改革工艺相结合，扩大了资金来源，解决了财力不足。金来源，解决了财力不足。2.1.3治理工程环境效益明显，对河流污染控制效果显著，治理工程环境效益明显，对河流污染控制效果显著，辐射面广。计算结果见表辐射面广。计算结果见表3。2.2实例分析实例分析2.2.1石油化纤总公司共计石油化纤总公司共计4项治理工程，综合值区间项治理工程，综合值区间0.700.79，均较高。扩建第三污水处理厂治理工程，综，均较高。扩建第三污水处理厂治理工程，综合值最高；油品罐区含油污水增建隔油池，合值最高；油品罐区含油污水增建隔油池，E值为值为0.77；石；石化二期工程第四污水处理厂，化二期工程第四污水处理厂，E值为值为0.71。石化二期工程现。石化二期工程现已批准，所以已批准，所以4项治理工程均可实施。项治理工程均可实施。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2.2.2庆阳化工厂共计庆阳化工厂共计10项治理工程方案，综项治理工程方案，综合值合值E区间：区间：0.420.71。其中二苯胺工艺改造。其中二苯胺工艺改造综合值为综合值为0.71，主要是治理与工艺改造相结合，主要是治理与工艺改造相结合，且有直接经济效益；硫酸浓缩减压废水治理综合值且有直接经济效益；硫酸浓缩减压废水治理综合值为为0.69，可以回收硫酸，直接经济效益为，可以回收硫酸，直接经济效益为2115元元/d，减少了含硝基化合物废水排放量，削减，减少了含硝基化合物废水排放量，削减COD 4.65kg/d。TNT废水沉淀废水沉淀吸附治理工程的综合吸附治理工程的综合值为值为0.68，回收硝基化合物，回收硝基化合物206kg/d，减少硝基，减少硝基化合物对环境污染等。庆阳南、北排和三分厂、四化合物对环境污染等。庆阳南、北排和三分厂、四分厂的二级污水处理厂综合值均较低。分厂的二级污水处理厂综合值均较低。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov2.2.3工业纸板厂及分厂共计工业纸板厂及分厂共计9项治理工程方项治理工程方案，综合值案，综合值E区间：区间：0.660.67。除造纸分厂厌。除造纸分厂厌氧发酵综合值为氧发酵综合值为0.66，四车间白水回收工程，四车间白水回收工程E值为值为0.68外，其它外，其它7项治理工程综合值均在项治理工程综合值均在0.7以上。以上。这些治理工程不仅有较好的环境效益，可以削减这些治理工程不仅有较好的环境效益，可以削减COD 80960kg/d(含产品结构改变增加量含产品结构改变增加量)，直，直接经济效益为接经济效益为5万元万元/d。工业纸板厂及分厂废水治。工业纸板厂及分厂废水治理与技术改造相结合，不仅有明显的环境效益，还理与技术改造相结合，不仅有明显的环境效益，还有可观的经济效益，所以，有可观的经济效益，所以，9项治理工程的必要性、项治理工程的必要性、可行性综合程度较高，实施可能性很大。可行性综合程度较高，实施可能性很大。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov 2.2.4旧城区集中处理工程方案综合值区间旧城区集中处理工程方案综合值区间0.560.58。因为该。因为该市资金不足，实施的可能性相对较低，所以综合程度偏低。市资金不足，实施的可能性相对较低，所以综合程度偏低。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院Company Logov3分析结果分析结果 通过对水污染治理优化方案实施的可能性进行通过对水污染治理优化方案实施的可能性进行了定量分析了定量分析,研究结果表明，利用多级估量分析对水研究结果表明，利用多级估量分析对水污染控制方案的必要性与可行性进行综合程度分析，污染控制方案的必要性与可行性进行综合程度分析，确定其实施的可能性是有效的，参数及模型设计是确定其实施的可能性是有效的，参数及模型设计是合理、可行的。实例研究中合理、可行的。实例研究中26项水污染治理工程项水污染治理工程方案，除建二级污水处理厂因资金约束方案，除建二级污水处理厂因资金约束E值较低外，值较低外，其它均较高，计算结果与区域的实际状况相吻合，其它均较高，计算结果与区域的实际状况相吻合，其实施的可能性很大，为满足规划年份的环境目标其实施的可能性很大，为满足规划年份的环境目标提供了保证。提供了保证。v长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院LOGO长沙环境保护职业技术学院长沙环境保护职业技术学院