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一种新颖的评估框架,用于废水处理系统中污染与碳排放的协同控制,该框架整合了进水数据的时空自相关性分析
《ACS ES&T Engineering》:Novel Evaluation Framework for Pollution-Carbon Coordination in Wastewater Treatment Systems Integrating Influent Temporal Autocorrelation
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月21日 来源:ACS ES&T Engineering 4.3
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针对气候变化下污水处理系统面临的污染控制与碳减排双重压力,本研究提出整合时间自相关分析与污染-碳协同评估的创新框架。通过1461天对四种工艺(氧化沟、A2/O、A2/O-MBR、CASS)的实证,发现CASS与A2/O-MBR的耦合协调度分别达0.645和0.641,显著优于其他工艺。框架揭示自相关系数在-0.1至0.2时协同性最佳,偏离此范围会导致稳定性显著下降。该方法为技术优化和气候韧性基础设施设计提供科学依据。

在气候变化导致的环境不确定性下,污水处理系统面临着在减少污染与控制碳排放之间取得平衡的日益严峻的压力。本研究提出了一种新的评估框架,该框架将时间自相关分析与污染-碳协同评估相结合,以解决现有静态评估方法中的关键方法论缺陷。该框架包括一个耦合协调度(CCD)指数,该指数综合考虑了灰水足迹减少效率和碳排放强度;系统地引入自相关系数来描述持续性的进水波动模式;以及一种用于稳定性评估的综合预测方法。通过在一个为期1,461天的研究中对四种全规模污水处理厂进行验证,这些污水处理厂包括氧化沟(OD)、厌氧/缺氧/好氧(A2/O)、带有膜生物反应器的厌氧/缺氧/好氧(A2/O-MBR)和循环活性污泥系统(CASS)。结果表明,高级配置的污水处理系统具有更优的协同效果,其中CASS和A2/O-MBR的平均CCD值分别为0.645和0.641,而OD和A2/O过程的平均CCD值分别为0.572和0.591。CASS有94%的数值处于初级协调范围内,而A2/O-MBR有85%的数值同时处于初级和中级协调范围内。时间自相关被确定为影响稳定性的主要因素,最佳性能对应的自相关系数(ACC)范围为-0.1至0.2。当自相关系数偏离该范围(±0.8)时,变异系数增加了34-68%,高协调天数减少了多达27%。敏感性排序显示,A2/O-MBR的敏感性最高,其次是OD、CASS和A2/O。该框架为技术选择和优化提供了可转移的方法论工具,有助于基于证据的设计具有抵御能力强的污水处理基础设施,这些基础设施能够明确考虑污染-碳管理策略中的时间动态因素。
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