生态卫生技术的区域复合生态效益： - EcoSanRes

生 态 卫 生 技 术 的 区 域 复 合 生 态 效 益 :
-- 基 于 黄 土 高 原 地 区 城 市 的 情 景 分 析
The Regional Eco-Benefits Through Adopting
Ecological Sanitation Technologies
---- Scenarios Analysis of Chinese Cities in
Loess Plateau
周 传 斌
Chuanbin Zhou
Research Center for Eco-Environmental Science
Chinese Academy of Sciences

汇 报 内 容
1. 引 言
2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
3. 结 果 与 分 析
4. 讨 论
5. 结 果 与 探 讨

1. 引 言
建 设 部 2005 年 统 计 :
1. 中 国 七 大 水 系 的 410 个 地 表 水 监 测 中 27% 为 劣 等 水 质
2. 113 个 环 保 重 点 城 市 的 222 个 地 表 水 饮 用 水 源 平 均 水 质 达 标 率 72%
3. 全 国 42% 的 城 市 缺 乏 污 水 处 理 设 施
4. 生 活 垃 圾 处 理 能 力 上 升 20%, 而 无 害 化 处 理 率 从 61% 下 降 至 53%

1. 引 言
生 态 卫 生 正 是 解 决 城 乡 环 境 、 公 共 卫 生 和 人 体 健 康 问 题 的 一 种 有 效 途
径 , 其 本 质 在 于 尊 重 生 态 完 整 性 , 通 过 对 生 活 有 机 废 弃 物 的 无 害 化 处 理
和 循 环 利 用 , 既 可 以 提 升 居 民 的 生 活 品 质 和 健 康 水 平 , 又 可 以 保 护 饮 用
水 及 生 物 质 资 源 。

2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
研 究 地 区 概 况 :
( 黄 土 高 原 地 区 , 包 括 青 海 、 内 蒙 、 陕 西 、 山 西 、 宁 夏 、 甘 肃 6 省 的 51 座 城 市 )
区 域 特 征 :
土 壤 贫 瘠 : 土 壤 有 机 质

2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
垃 圾 粪 便 尿 液 其 它 污 水
× × ×
黄 土 高 原 地 区 城
市 卫 生 系 统 流 程
示 意 图
已 建 成 的 城 市 卫 生 系 统 特 征 :
• 生 活 垃 圾 填 埋 ( 少 量 堆 肥 )
⎛
⎜
⎜
⎜
⎛
⎜
⎝
⎡
⎢⎣
⎡
⎢⎣
⎤
⎥⎦
⎤⎞
⎥⎦
⎟
⎟
⎟
⎞
⎟
⎟
⎠⎟
⎠
U1 纳 管 - 污 水 厂
集 • 粪 便 集 中 处
U2 集
理
中 粪 便
或
处 理
纳 管
• 污 水 集 中 集 [ 处 S1 纳 理 管 - 污 水 厂 ]
U3 原 位 消 化
原 位
原 位 [ S2 U4 原 储 存 位 利 处 用 理 ]

2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
单 元 技 术 矩 阵
单 元 技 术 整 合
浙 江 金 华 农 村 污 水 处 理 城 市 社 区 污 粪 处 理 中 试 试 验 研 究 鄂 尔 多 斯 生 态 社 区

2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
生 态 卫 生 技 术 的 主 要 技 术 经 济 指 标 计 算 方 法
1. 温 室 气 体 排 放 及 甲 烷 利 用 潜 力 计 算 方 法
2. 水 污 染 物 排 放 计 算 方 法
3. 营 养 物 回 收 潜 力 计 算 方 法
4. 基 建 投 入 和 运 行 费 用 计 算 方 法

2. 研 究 地 区 及 研 究 方 法
复 合 生 态 效 益 的 计 算 方 法
(1) 温 室 气 体 排 放 与 甲 烷 利 用 减 排 估 算 方 法
(2) 流 域 水 污 染 物 排 放 计 算 方 法
(3) 营 养 物 回 收 与 粮 食 供 应 计 算 方 法
按 人 口 预 测 量 分 别 计 算 各 情 景 下 的 均 值 ( 各 技 术 模 式 平 均 分 布 )、 最 大 值 和 最 小 值
(4) 综 合 经 济 效 益 计 算 方 法 :
综 合 经 济 效 益 计 算 考 虑 投 入 费 用 和 产 出 效 益 两 部 分 : 投 入 费 用 包 括 基 建 设 施 投 入 费
用 和 运 行 费 用 ; 产 出 效 益 包 括 甲 烷 利 用 效 益 ( 甲 烷 发 电 , 排 除 发 电 投 入 和 运 行 费 用 后 的
净 年 收 益 )、 甲 烷 减 排 效 益 ( 清 洁 发 展 机 制 下 的 减 排 效 益 ,8$/t CO 2
e)、 中 水 回 用 效 益
( 排 除 中 水 处 理 设 施 及 管 道 投 入 和 处 理 费 用 后 的 年 纯 收 益 )、 肥 料 收 益 (K、P、K 折 成
某 比 例 的 肥 料 后 的 市 值 )。

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
ID 集 成 技 术 技 术 组 合 类 型
C1 垃 圾 集 中 填 埋 + 粪 污 集 中 处 理 ( 传 统 末 端 治 理 模 式 ) 集 中 式
C2 垃 圾 集 中 填 埋 + 粪 污 集 中 处 理 ( 强 化 利 用 填 埋 气 和 污 泥 ) 集 中 式
C3 垃 圾 、 粪 便 和 尿 液 集 中 消 化 + 杂 排 水 集 中 处 理 集 中 式
C4 垃 圾 集 中 堆 肥 + 粪 便 尿 液 集 中 消 化 + 杂 排 水 集 中 处 理 集 中 式
D1 垃 圾 和 粪 便 原 位 堆 肥 + 尿 液 储 存 利 用 + 杂 排 水 原 位 处 理 分 散 式
D2 垃 圾 、 粪 便 和 尿 液 原 位 消 化 + 杂 排 水 原 位 处 理 分 散 式
D3 垃 圾 和 粪 便 原 位 消 化 + 尿 液 储 存 利 用 + 杂 排 水 原 位 处 理 分 散 式
D4 垃 圾 原 位 堆 肥 + 粪 便 原 位 消 化 + 尿 液 储 存 利 用 + 杂 排 水 原 位 处 理 分 散 式

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
Central model for old urban areas
Organic waste
Central
Compost
Fertilizer
Faeces
Septic tank
Central
Faecal plant
Urine
Black Water
Grey Water
Central Sewage
Plant
Water

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
Central model for old urban areas
Organic waste
Central
Landfill
Biogass
Electricity
Faeces
Septic tank
Urine
Black Water
Grey Water
Central Sewage
Plant
Water

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
Decentral model for new built urban areas
Organic waste
Decentral
Compost
Fertilizer
Faeces
Urine
Storage & use
Grey Water
Decentral
Sewage Plant
Water

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
Decentral model for new built urban areas
Organic waste
Decentral
Digest
Biogass
Fertilizer
Faeces
Urine
Grey Water
Decentral
Sewage Plant
Water

3. 结 果 与 分 析
适 宜 性 组 合 技 术 分 析
Decentral model for new built urban areas
Organic waste
Decentral
Digest
Biogass
Fertilizer
Faeces
Urine
Storage & use
Grey Water
Decentral
Sewage Plant
Water

3. 结 果 与 分 析
组 合 方 案 的 相 关 技 术 经 济 指 标 计 算 :
温 室 气 体 排 放 水 体 污 染 物 排 放 营 养 回 收 潜 力 投 资 运 行 费 用
ID CH 4
利 CO 2
e 排
NH3-
BOD5 SS
用 放
N
N P K 投 资 运 行 综 合
吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 吨 / 年 万 元 / 万 元 / 万 元 /
年 年 年
C1 0.00 4150.13 10.99 11.00 9.13 0.35 0.08 0.35 34.63 38.67 73.30
C2 148.04 1041.21 10.99 11.00 9.13 0.35 0.08 0.35 34.63 38.67 73.30
C3 159.52 177.52 11.01 11.01 9.17 12.29 2.07 3.57 39.20 41.85 81.05
C4 4.38 198.65 10.95 10.95 9.13 12.29 2.07 3.57 36.16 39.51 75.67
D1 0.00 45.00 5.55 2.77 2.77 48.16 7.48 13.40 8.88 17.93 26.81
D2 164.24 32.85 7.30 3.65 3.65 13.92 2.96 5.20 14.15 24.03 38.18
D3 162.43 26.94 5.99 2.99 2.99 47.52 7.16 12.76 18.40 26.77 45.17
D4 7.29 47.96 7.30 3.65 3.65 7.52 2.16 3.76 17.38 30.31 47.69

3. 结 果 与 分 析
情 景 设 定 :
情 景
情 景 1:
传 统 末 端 治 理 模 式
情 景 2:
集 中 式 生 态 卫 生 模 式
情 景 3:
集 中 - 分 散 式 相 结 合 的 生 态 卫
生 模 式
说 明
城 市 生 活 垃 圾 、 粪 便 与 污
水 采 用 集 中 末 端 治 理 的 技
术 体 系 和 管 理 方 法 , 仅 保
证 污 染 物 的 无 害 化 处 理 ,
不 强 调 资 源 的 循 环 利 用 。
城 市 生 活 垃 圾 、 粪 便 与 污
水 在 末 端 尽 量 的 资 源 化 利
用 , 在 保 证 污 染 物 无 害 化
处 理 的 同 时 强 调 资 源 的 循
环 利 用 。
城 市 生 活 垃 圾 、 粪 便 与 污 水
在 适 宜 的 城 区 ( 新 建 城 区 )
采 用 分 散 式 生 态 卫 生 模 式 ,
老 城 区 采 用 集 中 式 生 态 卫 生
模 式 。
技 术 模 式 C1 C2~C4( 各 占 1/3)
D1~D4( 各 占 1/4)
C2~C4( 各 占 1/3)
集 中 式 技 术
应 用 人 口
( 万 人 )
2010:1952.8
2020:2157.1
2030:2382.8
2010:1952.8
2020:2157.1
2030:2382.8
2010:1367.0
2020:1510.0
2030:1668.0
分 散 式 技 术
应 用 人 口
( 万 人 )
2010:0
2020:0
2030:0
2010:0
2020:0
2030:0
2010:585.8
2020:647.1
2030:714.8

3. 结 果 与 分 析
情 景 计 算 与 分 析 :
GHGs Emission 10 thousands ton
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
2010 2020 2030 Year
温 室 气 体 排 放 的 情 景 分 析
GHGs Emission Reduction by use
of CH4 10 thousands ton
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
2010 2020 2030 Year
甲 烷 再 生 利 用 带 来 的 温 室 气 体 减 排 量 分 析
BOD5 Emission 10 thousands ton
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
2010 2020 2030 Year
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
Food production by reclaimed nutrient
10 thousands kilogram
122500
102500
82500
62500
42500
22500
2500
2010 2020 2030 Year
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
生 活 污 水 BOD 5
排 放 的 情 景 分 析
营 养 物 回 收 及 粮 食 增 产 的 情 景 分 析

3. 结 果 与 分 析
综 合 费 用 - 效 益 的 情 景 分 析
Scenarios analysis of comprehensive cost-benefits

4. 讨 论
温 室 气 体 减 排 与 清 洁 发 展 机 制
---- 35% 城 市 卫 生 体 系 基 础 设 施 投 入 -- 针 对 问 题 : 启 动 资 金 不 足
流 域 水 体 污 染 物 减 排 与 流 域 水 环 境 影 响
---- 77% 传 统 技 术 模 式 投 入 -- 针 对 问 题 : 运 行 费 用 不 足
营 养 物 回 收 与 区 域 粮 食 安 全
---- 16% 城 市 粮 食 供 应 所 需 营 养 物 -- 针 对 问 题 : 粮 食 安 全
生 活 污 染 物 治 理 投 入 的 可 持 续 性
---- 2.2 亿 系 统 收 益 -- 针 对 问 题 : 城 市 污 染 治 理 投 入 不 可 持 续

5. 结 果 与 探 讨
生 态 卫 生 技 术 发 展 的 瓶 颈 :
缺 乏 政 策 、 规 范 与 标 准
缺 乏 生 产 、 建 设 和 服 务 体 系
缺 乏 研 发 、 启 动 和 建 设 资 金
缺 乏 技 术 、 管 理 人 才
缺 乏 研 发 、 推 广 体 系
缺 乏 宣 传 与 教 育
本 文 的 不 足 与 后 续 工 作 :
缺 乏 政 策 、 规 范 与 标 准
缺 乏 生 产 、 建 设 和 服 务 体 系
缺 乏 研 发 、 启 动 和 建 设 资 金
缺 乏 技 术 、 管 理 人 才
缺 乏 研 发 、 推 广 体 系
缺 乏 宣 传 与 教 育

5. 结 果 与 探 讨
生 态 卫 生 技 术 发 展 的 瓶 颈 :
缺 乏 政 策 、 规 范 与 标 准
缺 乏 生 产 、 建 设 和 服 务 体 系
缺 乏 研 发 、 启 动 和 建 设 资 金
缺 乏 技 术 、 管 理 人 才
缺 乏 研 发 、 推 广 体 系
缺 乏 宣 传 与 教 育
本 文 的 不 足 与 后 续 工 作 :
生 态 卫 生 技 术 效 益 分 析 的 方 法 体 系 有 待 完 善
需 要 进 行 情 景 分 析 的 敏 感 性 研 究
需 要 进 行 更 为 复 杂 的 复 合 生 态 效 益 研 究 :
包 括 : 区 域 健 康 效 益 、 增 加 就 业 机 会 等

5. 结 果 与 探 讨
本 文 的 主 要 结 论
1. 无 论 是 集 中 式 还 是 分 散 式 生 态 卫 生 技 术 体 系 都 可 以 大 幅 降 低 温 室 气 体 排 放 量
2. 分 散 式 生 态 卫 生 技 术 体 系 可 以 降 低 其 生 活 污 水 处 理 难 度
3. 城 市 生 态 卫 生 系 统 具 有 一 定 的 营 养 物 回 收 潜 值
4. 城 市 生 态 卫 生 系 统 可 以 带 来 可 观 的 经 济 效 益

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