一种集成电凝聚工艺的技术经济性及生命周期评估：用于可持续处理含砷和氟的地下水

《Environmental Science: Water Research & Technology》：Techno-economic and life cycle assessment of an integrated electrocoagulation process for sustainable treatment of arsenic and fluoride contaminated groundwater

电凝聚法处理含砷氟地下水的研究显示，规模化从1.7升增至650升使全球变暖潜势降低51%，但生态系统损害增加。太阳能供电虽使初期投资增加64.2%，但运营成本下降11.4%，整体经济可行（NPV达450.7万卢比）。

　　

本研究通过生命周期分析（LCA）和技术经济评估（TEA）评估了一种基于电凝聚法的砷和氟去除系统的环境与经济可持续性。研究了不同处理规模对电凝聚过程（EC）的影响。当电凝聚系统从实验室规模（1.7升）扩大到大规模（650升）时，所有ReCiPe中间指标类别的环境足迹均有所减少（例如：全球变暖潜能值（GWP）从5.38千克二氧化碳当量降至2.63千克二氧化碳当量，减少了51%）。此外，终点分析显示该过程对生态系统造成了显著损害（每年9.3×10^-9个物种），同时也会消耗资源（成本为116美元）。有趣的是，大规模运行时对人类健康的负面影响值（-7.3×10^-6伤残调整生命年（DALY）表明处理后的水可能具有潜在的健康益处。敏感性和蒙特卡洛分析证实了结果的稳健性和可靠性；使用无碳电力来源进一步降低了环境影响（太阳能的使用使GWP降低了36.7%）。技术经济评估（TEA）证实了电凝聚处理过程的盈利能力，最佳方案（三班制运行并利用污泥）的净现值（NPV）、内部收益率（IRR）、回收期（PB）和盈利能力指数（PI）分别为4.507亿卢比（0.51百万美元）、49.3%、2.17年和1.85。虽然使用太阳能会增加过程的资本支出（CAPEX）64.2%，但会降低运营支出（OPEX）11.4%。尽管初期投资较高，但总体而言，这一方案在经济上仍然是可行的。综上所述，LCA和TEA的结合凸显了将电凝聚工艺规模化应用于实际问题的可行性和成本效益。