[發(fā)明專利]一種污水處理機構(gòu)評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210717082.6
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115222208B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃翔峰;張煒;王麗雅;倪曉靜;郭茹;彭開銘;笪躍武;胡侃;朱浴宇;余煉;劉佳;蔡辰
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué);無錫市水務(wù)集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06F17/18;G06Q50/06
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李俊華

本發(fā)明屬于水務(wù)領(lǐng)域，提供了一種污水處理機構(gòu)評價方法。該評價方法包括如下步驟：劃定污水處理機構(gòu)的數(shù)據(jù)采集邊界，界定碳排放范圍；通過歸一化處理構(gòu)建“水?能?碳”耦合模型，包括用于評價污水處理機構(gòu)綜合運行效能的綜合耦合指標(biāo)、用于評價水、能、碳發(fā)展協(xié)調(diào)程度的一致性指標(biāo)；并根據(jù)“水?能?碳”耦合模型收集或者測定污水處理機構(gòu)的水、能、碳數(shù)據(jù)，評價污水處理機構(gòu)。本發(fā)明還包括“水?能?碳”耦合模型及其應(yīng)用。本發(fā)明的“水?能?碳”耦合模型能夠全面、準(zhǔn)確的評價污水處理機構(gòu)的運營情況，更符合客觀實際情況，有助于在現(xiàn)有水、能、碳相關(guān)因素的可控范圍之內(nèi)得到污水處理廠發(fā)展過程中水質(zhì)提升、節(jié)能降碳的最優(yōu)解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水務(wù)領(lǐng)域，涉及“水-能-碳”耦合模型的應(yīng)用，尤其是在污水處理廠運營評價中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

水務(wù)行業(yè)作為城市基本服務(wù)行業(yè)之一，其綠色、低碳、安全運行是實現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)的重要保障。而科學(xué)準(zhǔn)確計算各個環(huán)節(jié)碳排放是設(shè)定特定污水處理廠碳中和路線圖的重要前提。雖然已有部分污水處理行業(yè)碳核算的研究，但國內(nèi)外的核算方法在核算范圍劃分上存在較大差異。郭盛杰等人認(rèn)為藥耗類的間接碳排放占總碳排放量的比例較小，所以予以忽略；而宋寶木等人認(rèn)為污水處理過程會消耗大量藥劑，因而考慮了此類排放。閆旭等人只考慮了水處理階段的溫室氣體排放，而張岳等人將污泥處理與處置的直接、間接類碳排放也包含在內(nèi)。此外，IPCC排放清單中只考慮了生源性CO₂，忽略了化石源CO₂，但郝曉地等人認(rèn)為應(yīng)對污水有機物來源進(jìn)行劃分，將化石碳納入碳排放總量范疇。由此限制了污水處理廠間同級數(shù)據(jù)的比較，且使得碳核算結(jié)果難以科學(xué)反映污水處理廠實際低碳運行效果。

傳統(tǒng)的污水處理廠是城市廢水的收容站，從環(huán)境影響評價到環(huán)保督察，水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放是各項工作考核的主要標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)GB18918的規(guī)定，使用一級A標(biāo)準(zhǔn)、一級B標(biāo)準(zhǔn)等限制污水處理廠的出水污染物濃度。住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部在編制城鎮(zhèn)污水處理廠運營質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)時，通過單位污水耗電量、單位耗氧污染物耗電量等指標(biāo)考核污水處理廠的能耗水平。對于溫室氣體排放，除了碳排放總量這個常規(guī)指標(biāo)，張成等人還采用了人均碳排放量及噸水碳排放比較了重慶市污水處理部門不同年份的碳排放水平，宋寶木等人使用了噸水能耗碳排放、噸水物耗碳排放等指標(biāo)再次豐富了碳排放的評價維度。隨著國家對水質(zhì)、能耗、碳排放要求的提升，將三者協(xié)同考慮是必然趨勢，然而目前還沒有評價“水-能-碳”的綜合指標(biāo)。

水資源、能源、溫室氣體三者密切相關(guān)，因而只有系統(tǒng)考慮“水-能-碳”才有可能得到水質(zhì)提升、節(jié)能降碳的最優(yōu)解。目前耦合思維已被普遍接受，Wang等人探索了中國行業(yè)間的“水-能-碳”耦合關(guān)系，發(fā)現(xiàn)輕工業(yè)、重工業(yè)、服務(wù)業(yè)分別為水密集型、能源密集型和碳排放密集型；Valdez等人通過生命評估仿真模型量化了墨西哥雨水收集系統(tǒng)的“水-能-碳”關(guān)系，結(jié)果證明收集雨水可以減少墨西哥城水資源系統(tǒng)四分之三的溫室氣體排放，且有助于減輕洪水風(fēng)險；張琦等人研究了鋼鐵行業(yè)的“水-能-碳”關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐中投入廢鋼雖然可以減小能源消耗和二氧化碳排放量，但卻是以增加水足跡為代價的。然而目前對于污水處理的復(fù)雜體系，“水-能-碳”耦合的研究仍不充分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠綜合評價污水處理機構(gòu)運轉(zhuǎn)過程中的“水-能-碳”耦合模型。

本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供使用該“水-能-碳”耦合模型評價污水處理機構(gòu)運營情況的方法。

一方面，本發(fā)明提供了一種污水處理機構(gòu)評價方法，包括如下步驟：

步驟一、劃定污水處理機構(gòu)的數(shù)據(jù)采集邊界，界定碳排放范圍；

步驟二、通過歸一化處理構(gòu)建“水-能-碳”耦合模型，“水-能-碳”耦合模型包括用于評價污水處理機構(gòu)綜合運行效能的綜合耦合指標(biāo)、用于評價水、能、碳發(fā)展協(xié)調(diào)程度的一致性指標(biāo)、水-能-碳數(shù)據(jù)的三角圖或者水-能-碳數(shù)據(jù)的氣泡圖中的一項或者多項；