基于区间两阶段的城镇污水处理技术优选模型

中国环境科学2017，37(1)：108～115ChinaEnvironmentalScience基于区间两阶段的城镇污水处理技术优选模型王剑，付正辉，郭怀成+(北京大学环境科学与工程学院，北京100871)摘要：为解决现有污水处理技术优选方法的片面性、主观性和不确定性，本研究以环境、社会和经济效益最大化为目标，采用区间两阶段随机规划的方法，构建模型测算区域新增废水的最优处理方法和处理量，并应用于滇池盘龙江流域，结果表明在废水排放量较大的区域，多种污水处理技术的组合要优于选择任意一种处理技术其中，厌氧缺氧一好氧工艺由于运营和投资成本低，在处理规模较大时，具有明显优势，而间歇式循环延时曝气活性污泥法则适用于废水排放规模较小的城镇，其污染物去除效果要优于厌氧一缺氧一好氧工艺和氧化沟法．关键词：区间两阶段随机规划：不确定性；污水处理技术：优化模型；滇池流域中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：1000—6923(2017)01—010808Aninexacttwo—stagestochasticprogrammingmodelforoptimizationofsewagetreatmenttechnology．WANGJian，FUZheng-hui，GUOHuai—chen91‘(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，PekingUniversity,Beijing100871，China)．ChinaEnvironmentalScience，2017，37(1)：108～115Abstract：Inordertosolvetheexistingproblemsaboutone-sidedness，subjectivityanduncertaintyinoptimizationmethodsofsewagetechnology,thisstudymaximizedthebenefitsoftheenvironmentandsociety，anddevelopedallinexacttwo-stagestochasticprogrammingmodeltochoosetheoptimizedtreatmenttechnologyandtocalculatetheircapacitiesfortheincreasedregionalsewage．AfterthemodelwasappliedinDianchi-Panlongiiangwatershed，theresultsindicatedthatthecombinationofsewagetreatmenttechnologywasthebestchoicecomparingwithchoosingonespecifictechnology．Anaerobic—Anoxic—Oxic(A2／01hadobviousadvantagesinalargescaleduetothelowcostofoperationandinvestment．Meanwhile，IntermittentCycleExtendedAeration(ICEAS)wasmoresuitabletobeappliedinsmallemissionareas，andithadadeeperremovalefficiencyofpollutantthanA2／Oandoxidationditch(OD)．Keywords：inexacttwo—stagestochasticprogramming：uncertainty；sewagetreatmenttechnology．optimizationmodel：Dianchiwarershed随着社会经济发展水平的提高，人口规模的持续增大，我国废水排放量也在逐年增长．2014年，全国废水排放量716．2亿t，相比2011年增长57亿t．依托“十一五”、“十二五”期间对环保基础设施的投入，污水处理能力的增速总体快于废水排放的增速，至2014年底全国城市污水处理率已经达到82．12％【11．但是，由于运营成本偏高和管道建设滞后等原因，使得实际处理能力低于预期值，造成大量处理能力闲置，甚至污水处理厂停工．多数城镇污水处理厂在选择处理技术和建造规模时，仅凭经验或污染物去除率进行决策，缺乏对运营和建造成本等多方面的考虑，使得选择的处理技术及建造规模并非最优．目前我国在线运营的城镇污水处理厂中，二级生化工艺占据了主导地位，其中氧化沟(OD)、传统活性污泥法(CAS)、间歇式活性污泥法(SBR)、厌氧一好氧工艺(A／O)、厌氧一缺氧一好氧工艺(A2／0)和曝气生物滤池(BAF)6种工艺是全国90％以上污水处理厂的主体工艺类型【z