淡水短缺正在威脅著全球水安全。尋找可持續(xù)的替代性水資源方案已經(jīng)成為了刻不容緩的社會問題。在沿海地區(qū)，淡化海水是重要的淡水供應(yīng)源。而在很多沿海城市，20%-30%的自來水都被用于廁所沖水。如果能夠利用經(jīng)簡單處理的海水替代部分淡水直接用于沖廁，則將進一步提高水資源利用率，降低能耗和節(jié)約其他處理成本。

作為一個嚴(yán)重缺乏淡水資源的海岸城市，香港自上世紀(jì)五十年代起一方面建立了長距離供水管道引入東江源水，另一方面開始采用海水沖廁。香港海水沖廁系統(tǒng)(簡稱SWTF)自1958年起就投入使用，據(jù)香港水務(wù)署2014年數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)目前覆蓋全港720萬人口的80%，平均每天為香港提供760,000m3的海水作沖廁使用，可節(jié)省22%的淡水資源，有效提高城市用水效率。香港50年的經(jīng)驗證明海水沖廁基本不造成任何個人和公共衛(wèi)生不便。

另一方面，海水沖廁技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致市政污水含鹽量高。但由于海水中還含有一定量的硫酸鹽，使得其有機物(COD)與硫酸鹽(SO?2-)的比例約為1.3-2.4 ?(g COD/g ?SO?2---S),提供了利用硫酸鹽厭氧還原反應(yīng)去除COD的可行性。香港科技大學(xué)的陳光浩教授于2004年首先提出了基于異養(yǎng)硫酸鹽還原(Sulfate ?reduction)、自養(yǎng)反硝化(Autotrophic ?denitrification)、硝化反應(yīng)(Nitrification)的復(fù)合工藝來處理高硫酸鹽城市污水，簡稱SANI工藝。

SANI工藝巧妙地利用了污泥產(chǎn)量低的微生物(例如SRB硫酸鹽還原菌和自養(yǎng)反硝化菌)來去除COD和氨氮。與包含厭氧消化和熱電聯(lián)產(chǎn)的傳統(tǒng)活性污泥法相比，使用SANI工藝可以使占地面積減少30%-40%，污泥產(chǎn)量減少60%-70%，能耗低10%。在2004年至2008年期間，SANI工藝已經(jīng)通過了連續(xù)500多天的小試、225天的中試以及一個在香港沙田污水廠的1000m3/d大型示范項目，其可行性和適用性得到了充分研究和驗證。

前期研究結(jié)果顯示，結(jié)合了SANI工藝的SWTF系統(tǒng)，能夠在經(jīng)濟適用性和環(huán)境保護兩方面發(fā)揮優(yōu)勢。然而，目前還沒有關(guān)于SWTF-SANI系統(tǒng)在完整的城市水系統(tǒng)的LCA生命周期評價。因此我們需要對這個綜合型水資源管理系統(tǒng)進行廣泛的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展分析，以評估它對氣候變化、能耗和土地使用上的表現(xiàn)。

在這樣的背景下，香港科技大學(xué)研究團隊決定評估基于SWTF-SANI工藝的城市水系統(tǒng)的環(huán)境表現(xiàn)，并于其他傳統(tǒng)系統(tǒng)做對比，例如應(yīng)用了海水淡化系統(tǒng)來部分供應(yīng)飲用水和/或中水沖廁(RWTF)的系統(tǒng)，并進行了LCA分析，包含了水體富營養(yǎng)化、能耗、氣候變化、臭氧耗竭和土地使用。項目選取了深圳、香港、北京和青島作為研究對象——前兩個城市的水源來自東江，后兩者則以來南水北調(diào)工程。這些城市都面臨不同原因造成的水短缺問題。研究人員首先對這4個城市的6類環(huán)境影響類型在5個不同的城市水場景里作評估，然后進行敏感性分析找出最重要的影響因素，最后總結(jié)適合應(yīng)用SWTF系統(tǒng)的情況。

材料與方法

根據(jù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)，一個LCA分析由四個階段組成，包括定義目標(biāo)和范圍、清單分析、影響分析和結(jié)果解釋。 ?由于使用海水沖廁，污水最終排入大海，所以研究人員對系統(tǒng)邊界進行了如下設(shè)定：

蘇州浦宏環(huán)?？萍加邢薰臼且患覍Ｗ?/span>水處理設(shè)備的廠家，主要產(chǎn)品有RO反滲透設(shè)備，中水回用設(shè)備，EDI高純水設(shè)備,海水淡化設(shè)備，軟化水設(shè)備，超濾設(shè)備、去離子水設(shè)備，工業(yè)廢水污水處理設(shè)備等各種水處理技術(shù)的研發(fā)，設(shè)計生產(chǎn)、安裝調(diào)試等一體化企業(yè)。商務(wù)咨詢：178-1187-2518 王工