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马来西亚半岛工业园废水回收与再利用的污水处理厂选址评估:基于AHP-空间分析的水资源安全保障路径
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Water Resources and Industry 4.5
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本研究针对马来西亚半岛工业园废水管理需求,创新性地整合层次分析法(AHP)与地理信息系统(GIS)技术,系统评估了7208个污水处理厂(STP)的废水回收潜力。研究构建包含设计容量、水质标准、工业邻近度等8项指标的评价体系,发现仅0.2%的STP具有高回收潜力,64%区域基础设施严重不足。该研究为优化现有STP资源配置、制定区域水循环策略提供了科学依据,对实现SDG 6.3目标具有重要实践价值。
随着全球工业化与城市化进程加速,水资源短缺已成为制约社会经济发展的关键瓶颈。马来西亚半岛作为东南亚重要的制造业中心,其工业园区的废水处理与回用问题尤为突出。传统污水处理模式往往将达标排放作为终点,却忽视了废水作为"第二水源"的巨大潜力。据统计,全球每年产生3594亿立方米废水,其中近半数未经处理直接排放,既污染环境又浪费资源。在此背景下,如何科学评估现有污水处理设施(STP)的废水回收潜力,成为实现水资源可持续利用的关键科学问题。
马来西亚水资源与能源研究中心的研究团队在《Water Resources and Industry》发表重要成果,通过整合层次分析法(AHP)与空间分析技术,首次系统评估了马来西亚半岛11个州属和2个联邦直辖区共7208个STP的废水回用潜力。研究创新性地构建了"可用性-可及性-可负担性"三维评价体系,包含设计容量、出水水质、工业邻近度等8项关键指标,最终绘制出半岛首张STP适宜性分级地图,为区域水循环经济提供了决策依据。
研究采用多学科交叉方法:1)通过GIS空间分析处理STP地理分布、工业园位置等矢量数据;2)应用AHP计算各指标权重,一致性比率CR<0.1验证判断矩阵可靠性;3)采用加权线性组合(WLC)模型整合各指标层;4)通过相交分析确定STP与工业园的空间关联。数据来源于马来西亚排水服务局、国家水务委员会等官方渠道,确保基础数据的权威性。
研究结果揭示出四个关键发现:在基础设施评估方面,82.8%的STP设计容量不足5001PE(人口当量),40.5%的设施因管理不善被列为"极低潜力"。空间分布分析显示,64.2%的国土面积STP回收潜力极低,而吉隆坡、布城和雪兰莪等发达地区集中了86%的高潜力STP。技术经济评估发现,出水达标准A的STP仅占25.3%,且高水价区域(2.48-3.15RM/m3
)与工业需求匹配度最佳。典型案例分析表明,技术园马来西亚等工业区周边STP可提供405MLD(百万升/日)再生水,而吉兰丹等欠发达地区仅有4MLD潜力。
通过AHP确定的指标权重体系具有重要方法论价值:STP设计容量(28%)和水质标准(23%)权重最高,证实处理规模与出水品质是回收利用的基础前提。工业邻近度(16%)的较高权重则揭示出物流成本的关键影响,而高程(3.7%)和坡度(3.0%)的低权重说明地形因素对现有设施改造影响有限。这种量化排序为基础设施改造提供了优先级指导。
研究构建的适宜性地图具有显著应用价值:识别出17个高潜力STP(占0.2%)和869个中潜力STP(占12%),其中雪兰莪州潜力最大,可提供950MLD再生水。通过公式Total MLD = Total PE×0.225/1000精确计算,发现现有设施理论上可满足38个工业园超50%的用水需求。这种空间匹配分析为管网优化提供了科学依据。
该研究的结论部分深刻指出:马来西亚半岛STP基础设施存在严重区域失衡,建议优先升级吉隆坡-布城-雪兰莪"金三角"地区的设施。研究提出的三维评价框架突破了传统选址研究的局限,将分析视角从"新建选址"转向"存量优化"。特别值得注意的是,研究揭示出水质标准与工业需求的空间错配问题——74%的标准B出水STP位于工业区4km外,这种结构性矛盾需要通过政策引导和技术升级协同解决。
从可持续发展视角看,这项研究具有三重重要意义:方法论上,创建的AHP-GIS混合模型为发展中国家评估废水回用潜力提供了可复制框架;实践上,成果直接支持马来西亚实现SDG 6.3目标(到2030年将未经处理废水减半);政策层面,研究呼吁将废水回用纳入国家水资源政策(NWRP),这与马来西亚科学院(ASM)提出的数据驱动决策建议高度契合。该研究不仅为马来西亚半岛,更为全球面临水危机的工业区域提供了可借鉴的解决方案。
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