污水提质增效指标bod浓度什么意思？LCADEA全生命周期角度下的污水处理厂环境绩效评价

污水提质增效指标bod浓度什么意思？LCADEA全生命周期角度下的污水处理厂环境绩效评价全生命周期评价（Life Cycle Assessment LCA）由于涉及环节完整、关注环境问题全面等优势，已经被很多研究者用于污水处理厂的环境影响评价之中。同样作为污水处理厂绩效评价的常用工具，数据包络分析（Data Envelopment Analysis DEA）由于其对于数据和模型假设要求较少，也受到广泛青睐。本研究提出了LCA DEA的一种分析思路，对污水处理厂的环境绩效和环境影响进行评价，并分析效率改善所能带来的环境效益。导读期刊：Water Research时间：2015.1关键词：Data Envelopment Analysis，Eutrophication，Life Cycle Assessment，Wastewater

原文信息

原文题目：Eco-efficiency analysis of Spanish WWTPs using the LCA DEA method

作者：Yago Lorenzo-Toja

作者单位：Department of Chemical Engineering Institute of Technology University of Santiago de Compostela

期刊：Water Research

时间：2015.1

关键词：Data Envelopment Analysis，Eutrophication，Life Cycle Assessment，Wastewater

导读

全生命周期评价（Life Cycle Assessment LCA）由于涉及环节完整、关注环境问题全面等优势，已经被很多研究者用于污水处理厂的环境影响评价之中。同样作为污水处理厂绩效评价的常用工具，数据包络分析（Data Envelopment Analysis DEA）由于其对于数据和模型假设要求较少，也受到广泛青睐。本研究提出了LCA DEA的一种分析思路，对污水处理厂的环境绩效和环境影响进行评价，并分析效率改善所能带来的环境效益。

文章简介

本研究采用的LCA DEA方法大致分为5步：

1）搜集评价单元的基础数据，建立生命周期清单和DEA矩阵

2）基于清单计算生命周期环境影响

3）根据DEA计算出效率指数以及目标改进值

4）根据3）中计算出的目标改进值，使用LCA再次计算进行改进后的决策单元（Decision Making Unit DMU）环境影响

图1 各决策单元DEA及LCA边界

在计算环境影响方面，本研究采用ReCiPe评价法，最终涉及的终点评价指标包括3类：damage to human health damage to ecosystem以及damage to resource availability。在DEA模型方面，本研究采用SBM（slack based measure）模型，模型的输入为电耗、药耗的环境影响、产泥量；输出为富营养化潜能的净削减量。相比传统的CCR(Charnes-Cooper-Rhodes)模型和BCC(Banker-Charnes-Cooper)模型，SBM模型考虑了输入和输出的非径向特性，此外，SBM模型能得出各个输入可改进的目标值，进而为那些低效的DMU提供理论上可行的改进值。

本研究的评价对象为113座西班牙的污水处理厂，研究根据这些厂的规模，将它们分为小中大3类。研究首先根据SBM模型计算出各个污水处理厂各输入的无效率程度以及综合效率指数。接着，研究者基于LCA计算了所有污水处理厂目前的环境影响以及改进后的环境影响。在计算环境影响时，影响研究者分别对damage to human health ecosystem和resource availability赋权40%，30%，30%。图2显示了计算结果，其中深色表示现状，浅色表示改进后的环境影响，红、蓝、绿分别代表小中大：

图2 三类规模污水处理厂综合环境影响现状及改进后情况

在计算了效率指数和环境影响之后，研究者希望讨论影响效率指数的因素。

因此，研究者提出入水、负荷率（超负荷/低负荷）、技术、气候分区等可能的影响因素进行验证。

图3 三类规模污水处理厂进水、规模、负荷率与效率的关系

对于入水，研究者拿出了大型污水处理厂进行比较，但是最终发现，入水BOD浓度对于效率指数影响不大。同样，针对超负荷运行的污水处理厂，研究者也发现和效率指数没有明确相关性。

在技术方面，研究者将技术大致分成：仅除C，除C N，除C P，除C N P，研究发现越简单的技术效率相对较低，但是对于小型污水处理厂，简单技术的效率更高，对于中型和大型污水处理厂，复杂技术的效率更高。研究者分析，这是因为DEA的输出是富营养化，因此除氮除磷会导致效率增加。

对于气候来说，研究者将全国分为4个气候区，每个地区都有不同的平均气温和平均降水，最后发现存在气候地区间的效率差异。

最后，研究者进行敏感性分析，主要是针对环境影响评价中3类damage的分配比例，然后在不同比例下，看大中小三类污水处理厂的平均环境影响更小，结果如图4所示。其中，黑点表示当前情况，蓝红绿分别表征大中小型污水处理厂。可以看出，在各种比例组合下，目前主要是大型水厂环境影响最小，但是在效率改进后，小型和中型的影响相对更小。

图4 对于三种damage不同分配比例对于三类规模污水处理厂平均效率的影响

编者点评

LCA的思路与DEA相结合，一方面使得DEA的环境绩效评价更加完善，另一方面也计算了污水处理厂环境绩效提升所能带来的综合环境效益，不只考虑了传统的温室气体排放。此外，本研究还进行了影响因素分析和敏感性分析，为之后进行类似的LCA DEA分析提供了较好的指导。