基于控制單元的農(nóng)村生活污水處理優(yōu)化模型

【摘要】：基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)模擬模型和Powell優(yōu)化模型,建立了農(nóng)村生活污水污染物削減量與治理費(fèi)用的SD-Powell模擬優(yōu)化耦合模型,該模型可模擬預(yù)測(cè)污染物排放量,建立污染物削減量與治理費(fèi)用函數(shù)關(guān)系.在此基礎(chǔ)上,以污水治理費(fèi)用最小為目標(biāo),以污水處理量為約束條件,對(duì)區(qū)域污染物削減量進(jìn)行空間優(yōu)化,得到最小治理費(fèi)用下的最大污染物削減量.以常州市為例進(jìn)行實(shí)證分析,模擬結(jié)果顯示,2020年常州市農(nóng)村生活污水COD和NH3-N排放量將達(dá)到16583t和2551t,分別比2008年增長(zhǎng)4.60%和4.59%.采用聚類(lèi)方法將常州市51個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為4類(lèi)控制單元,得到4類(lèi)地區(qū)COD、NH3-N治理費(fèi)用函數(shù).各單位治理資金削減量存在明顯差異,COD削減率的排序依次為:I類(lèi)控制單元413kg/萬(wàn)元、IV類(lèi)控制單元380kg/萬(wàn)元、II類(lèi)控制單元352kg/萬(wàn)元、III類(lèi)控制單元348kg/萬(wàn)元,NH3-N削減率的排序依次為:III類(lèi)控制單元65kg/萬(wàn)元、I類(lèi)控制單元64kg/萬(wàn)元、IV類(lèi)控制單元58kg/萬(wàn)元、II類(lèi)控制單元54kg/萬(wàn)元,全區(qū)域削減率達(dá)到100%需要的治理費(fèi)用約為16870萬(wàn)元.污染物削減空間優(yōu)化結(jié)果顯示,基于控制單元空間優(yōu)化的削減效率高于平均分配的結(jié)果,治理費(fèi)用在1000-16870萬(wàn)元/a范圍,COD、NH3-N的削減率分別提高6.4%和7.4%,4類(lèi)地區(qū)的優(yōu)先排序順序依次為I類(lèi),IV類(lèi),II類(lèi)和III類(lèi). 【作者單位】： 中國(guó)人民大學(xué)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展學(xué)院;云南大學(xué)生態(tài)學(xué)與環(huán)境學(xué)院;中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室流域水生態(tài)保護(hù)技術(shù)研究室;
【關(guān)鍵詞】： 農(nóng)村 生活污水 SD模型 費(fèi)用函數(shù) 控制單元 太湖流域 常州市
【基金】：國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2012ZX07501-001) 中國(guó)科學(xué)院開(kāi)放基金(KF311201303081)
【分類(lèi)號(hào)】：X799.3
【正文快照】： 農(nóng)村生活污染具有分布廣而分散、隨機(jī)、開(kāi)放式等特點(diǎn)[1].我國(guó)農(nóng)村生活污水排放量約80~90億t,且呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)[2],成為部分非點(diǎn)源污染的主要貢獻(xiàn)源[3].隨著農(nóng)家樂(lè)、度假村、觀光農(nóng)業(yè)的興起,大量旅游人群增加了農(nóng)村生活污水排放量.據(jù)住房與建設(shè)部2005年《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀

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