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目前,我国现有的《污水处理工程项目建设标准》(建标[2001]77号)仅对处理规模在1~5万m3/d的城市污水处理工艺选择和工程建设标准作了详细说明,但是对于处理规模较小(一般在1万m3/d以下,通常每日几千立方米甚至几百立方米)、投资和运行费用难以得到保障的广大小城镇,选择经济可行的处理工艺时并没有确切的技术政策、规范和标准可以遵循。长期以来在小城镇污水处理项目的可行性研究报告中,由于还没有形成一整套工艺选择的评判方法,在工艺比较和选择时,工程设计人员主要根据工程经验和对各处理工艺的主观认识,在设计规范指导下拟定有限的备选设计方案,然后通过经济指标核算筛选出认为技术合理、经济可行的最终设计方案,但是这种工艺方案的比较往往不够科学,存在很大的主观随意性。
针对广西小城镇污水处理工艺优选决策具有多目标、多指标、确定性与多种不确定性共存的特点,本文从技术、经济、社会和环境四个方面,对影响广西小城镇污水处理工艺优选决策的各种因素进行了深入详细的分析,利用层次分析法(AHP)的基本原理建立了广西小城镇污水处理适用工艺优选决策模型,将投资费用、运行费用、操作管理、工艺成熟度、脱氮除磷效果与占地面积作为评价指标,与现行的污水处理可行性分析中以经济数据为主的工艺方案选择相比,更能客观地反映系统要素的全面影响,使评价结果更为准确、科学、合理。
评价的指标有定量和定性两种指标。对于定量指标,如投资费用和运行费用,本文运用线性回归分析法建立了经济目标函数。研究在不同的处理规模(30003/d、5000m3/d、10000m3/d、15000m3/d、20000m3/d)下,投资费用随处理规模变化的幕指数函数关系表达式,便于直观比较。对于定性指标,如操作管理的难易性、工艺成熟度取值采用模糊数学方法中的专家评分法,将定性指标定量化处理,利用线性加权和函数进行规范化处理,计算出权重值,通过构建的各评价指标的判断矩阵,将定量化处理过的定性指标与定量指标相结合,应用矩阵运算数学方法计算得到混合型的量化标度,并进行一致性检验,根据量化标度值的高低排序,决策出广西小城镇污水处理最优工艺。
根据广西小城镇污水水质水量特点、污水处理工艺的选择原则、污水排放标准的研究分析,运用理论对比分析法,从目前南方小城镇常用的污水处理工艺中筛选出四种适于广西小城镇污水处理备选工艺,应用该优选决策模型计算得到决策指标重要性的排序为投资费用、运行费用和脱氮除磷效果权重最大,工艺成熟度和操作管理次之,占地面积权重最小。优选决策的结果是人工快渗工艺为广西小城镇污水处理适用工艺最优选择。