【技术实现步骤摘要】
一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法
[0001]本专利技术属于生态脆弱区畜禽污处理技术
，特别涉及一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法。
技术介绍
[0002]西北地区(包括陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆五省区)地处我国西北内陆，是黄河中上游和黄土高原、青藏高原北部生态屏障的重要支撑，生态系统功能重要，但生态环境本底脆弱、土地承载力有限。近年来，随着西北地区畜禽养殖业的专业化、规模化、集约化发展，畜禽粪污产生量日益增加。畜禽粪污中富含有机质、氮、磷、钾、重金属、致病菌等污染物，不当排放会造成水体富营养化、土壤养分过剩及重金属超标、空气恶臭弥漫等环境问题。第二次污染源普查公报显示，2017年畜禽养殖业水污染物中COD、氨氮、总氮、总磷的排放量分别占农业面源总排放量的93.76％、51.30％、42.14％、56.46％，畜禽养殖粪污排放已成为农业面源主要污染源之一。
[0003]畜禽养殖粪污主要通过资源化利用和工业化处理两种途径进行处理，从目前国内外研究和应用情况看，资源化利用是解决畜禽粪污污染的最佳方式。常用的资源化利用方式可分为肥料化、能源化、饲料化三种类型，受地区经济发展水平、自然条件、资源环境承载力和农业生产方式等因素的影响，不同地区适用的处理方式存在一定的差别，然而，现有的评价多集中在单一技术或单一因素评价，尚不能综合考虑特定气候、经济效益、环境污染及温室气体排放等多方面影响因素。因此，针对某地区的畜禽粪污处理技术综合筛选，成为粪污处理项目建设过程中的难题。
技术实现思路
>[0004]本专利技术提供了一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，用以解决西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价指标选取、分级和评价体系模型的建立等技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
[0007]步骤一、确定西北地区常用的畜禽粪污处理技术，以处理1t粪污为评价功能单位针对畜禽粪污处理技术的全生命周期过程进行综合评价，分析粪污处理过程中的能源投入和污染物排放，明确粪污处理过程中资源代价和环境效应；
[0008]步骤二、根据全生命周期评价对数据进行收集和整理，进行清单分析，量化系统内的输入与输出；将畜禽粪污处理过程中产生的环境污染物分为直接排放和间接排放两种；
[0009]步骤三、形成畜禽粪污处理技术生命周期清单分析结果，包含处理环节中CO2、CH4、NOx、CO、SO2、N2O和NH3各污染物排放量；
[0010]步骤四、根据清单分析各污染物排放的结果，按照不同环境影响类型的影响参数，计算各环境影响类型的环境影响潜值，进而得出总环境影响负荷；
[0011]环境影响类型为全球变暖指标、环境酸化指标、富营养化指标、光化学臭氧合成污
染指标四个指标；通过特征化、标准化及环境影响加权计算环境影响；
[0012]步骤五、基于养殖厂的经济效益，并结合种植业使用化肥、沼液、沼渣和沼气发电产生的经济、环境和社会外部效益；针对畜禽粪污处理技术的经济评价；再根据文献及现场调研情况，确定西北地区畜禽粪污处理体系中费用；由此确定单位(年)处理量投资、处理周期和单位(年)处理量效益三个指标；
[0013]步骤六、依据西北生态脆弱区存在系统性抗干扰能力弱、边缘效应明显、环境异质性较高等特点，综合考虑技术因素、经济因素、气候因素、直接因素因素和间接环境影响因素5个方面为准则层，并对应准则层设立各自的指标层；构建西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系；
[0014]其中，间接环境影响因素中指标对应的是全生命周期评价的全球变暖指标、环境酸化指标、富营养化指标、光化学臭氧合成污染指标四个指标；
[0015]经济因素指标对应的是单位(年)处理量投资、处理周期和单位(年)处理量效益三个指标；步骤七、根据已建立的西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系，通过文献调研和专家咨询的方式，采用1～9标度法对同层次指标组中各元素进行重要性比较，并确定权重；
[0016]步骤八、设置西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术适用性评价赋值，对于指标进行20分、40分、60分、80分和100分分类赋值；
[0017]步骤九、在AHP(层次分析法)确定的指标权重的基础上，结合技术实际应用情况，有关规范、标准对相关指标进行打分，并采用加权求和法计处理技术的综合得分R，公式如下：
[0018][0019]式中，R为西北生态脆弱区城市畜禽粪污处理技术评价综合指数；α
i
、β
j
、γ
k
、δ
l
、μ
m
为评价指标体系中各准则层的权重值；M
i
、N
j
、O
k
、P
l
、Q
m
为对应指标的评分值。
[0020]进一步的，对于步骤一中，西北地区常用的畜禽粪污处理技术包含好氧堆肥技术、厌氧发酵技术和垫料利用技术；
[0021]将好氧堆肥技术过程分为三个阶段，分别是堆肥阶段、翻堆阶段、废水处理阶段；厌氧发酵技术过程分为三个阶段，分别是厌氧发酵阶段、沼气发电阶段和沼液沼渣处理阶段；垫料利用技术过程分为三个阶段，分别是固液分离阶段、高温发酵阶段、垫料储存阶段。
[0022]进一步的，对于步骤二中，直接排放包含堆肥阶段、废水处理阶段、厌氧发酵阶段、沼气发电阶段、高温发酵阶段以及垫料储存阶段；
[0023]间接排放为畜禽粪污处理过程中各环节电力及能源的消耗所产生的污染排放，以上以每消耗1kWh的电污染物排放量确定排放系数。
[0024]进一步的，对于步骤五中，西北地区畜禽粪污处理体系中费用主要包括项目建设、人员、水、电、物料购买及粪污运输投入的费用；效益主要包括沼渣、沼液等废弃物利用以及沼气、有机肥、垫料产物利用产生的效益。
[0025]进一步的，对于步骤六中，技术因素包含机械化程度指标、操作复杂程度指标和占地面积指标，气候因素包含常年风向指标、年均降雨量指标和年平均气温指标；直接环境因素包含水环境影响程度指标、土壤环境影响程度指标、大气环境敏感程度指标、环境风险指标和生态影响程度指标。
[0026]进一步的，所述20分时为机械化程度为人工的，操作复杂程度为复杂，占地面积为大于3hm2，单位(年)处理量投资为大于40元/m3，处理周期为20天以上，单位(年)处理量效益为低于15元/m3，常年风向为位于主导风向上风向且风频高于10％，年均降雨量为>1600mm，年平均气温为低于0℃，水环境影响程度为无，土壤环境影响程度为无，大气环境敏感程度为无，环境风险为无，生态影响程度为无，全球变暖为环境影响潜值高于0.09，环境酸化为环境影响潜值高于0.09，富营养化为环境影响潜值高于0.09，光化学臭氧合成为环境影响潜值高于0.09；
[0027]40分为机械化程度为较复本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、确定西北地区常用的畜禽粪污处理技术，以处理1t粪污为评价功能单位针对畜禽粪污处理技术的全生命周期过程进行综合评价，分析粪污处理过程中的能源投入和污染物排放，明确粪污处理过程中资源代价和环境效应；步骤二、根据全生命周期评价对数据进行收集和整理，进行清单分析，量化系统内的输入与输出；将畜禽粪污处理过程中产生的环境污染物分为直接排放和间接排放两种；步骤三、形成畜禽粪污处理技术生命周期清单分析结果，包含处理环节中CO2、CH4、NOx、CO、SO2、N2O和NH3各污染物排放量；步骤四、根据清单分析各污染物排放的结果，按照不同环境影响类型的影响参数，计算各环境影响类型的环境影响潜值，进而得出总环境影响负荷；环境影响类型为全球变暖指标、环境酸化指标、富营养化指标、光化学臭氧合成污染指标四个指标；通过特征化、标准化及环境影响加权计算环境影响；步骤五、基于养殖厂的经济效益，并结合种植业使用化肥、沼液、沼渣和沼气发电产生的经济、环境和社会外部效益；针对畜禽粪污处理技术的经济评价；再根据文献及现场调研情况，确定西北地区畜禽粪污处理体系中费用；由此确定单位(年)处理量投资、处理周期和单位(年)处理量效益三个指标；步骤六、依据西北生态脆弱区存在系统性抗干扰能力弱、边缘效应明显、环境异质性较高等特点，综合考虑技术因素、经济因素、气候因素、直接环境影响因素和间接环境影响因素5个方面为准则层，并对应准则层设立各自的指标层；构建西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系；其中，间接环境影响因素中指标对应的是全生命周期评价的全球变暖指标、环境酸化指标、富营养化指标、光化学臭氧合成污染指标四个指标；经济因素指标对应的是单位(年)处理量投资、处理周期和单位(年)处理量效益三个指标；步骤七、根据已建立的西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系，通过文献调研和专家咨询的方式，采用1～9标度法对同层次指标组中各元素进行重要性比较，并确定权重；步骤八、设置西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术适用性评价赋值，对于指标进行20分、40分、60分、80分和100分分类赋值；步骤九、在AHP(层次分析法)确定的指标权重的基础上，结合技术实际应用情况，有关规范、标准对相关指标进行打分，并采用加权求和法计处理技术的综合得分R，公式如下：式中，R为西北生态脆弱区城市畜禽粪污处理技术评价综合指数；α
i
、β
j
、γ
k
、δ
l
、μ
m
为评价指标体系中各准则层的权重值；M
i
、N
j
、O
k
、P
l
、Q
m
为对应指标的评分值。2.如权利要求1所述的一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，对于步骤一中，西北地区常用的畜禽粪污处理技术包含好氧堆肥技术、厌氧发酵技术和垫料利用技术；将好氧堆肥技术过程分为三个阶段，分别是堆肥阶段、翻堆阶段、废水处理阶段；厌氧发酵技术过程分为三个阶段，分别是厌氧发酵阶段、沼气发电阶段和沼液沼渣处理阶段；垫
料利用技术过程分为三个阶段，分别是固液分离阶段、高温发酵阶段、垫料储存阶段。3.如权利要求1所述的一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，对于步骤二中，直接排放包含堆肥阶段、废水处理阶段、厌氧发酵阶段、沼气发电阶段、高温发酵阶段以及垫料储存阶段；间接排放为畜禽粪污处理过程中各环节电力及能源的消耗所产生的污染排放，以上以每消耗1kWh的电污染物排放量确定排放系数。4.如权利要求1所述的一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，对于步骤五中，西北地区畜禽粪污处理体系中费用主要包括项目建设、人员、水、电、物料购买及粪污运输投入的费用；效益主要包括沼渣、沼液等废弃物利用以及沼气、有机肥、垫料产物利用产生的效益。5.如权利要求1所述的一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，对于步骤六中，技术因素包含机械化程度指标、操作复杂程度指标和占地面积指标，气候因素包含常年风向指标、年均降雨量指标和年平均气温指标；直接环境因素包含水环境影响程度指标、土壤环境影响程度指标、大气环境敏感程度指标、环境风险指标和生态影响程度指标。6.如权利要求5所述的一种西北生态脆弱区畜禽污处理技术评价方法，其特征在于，所述20分时为机械化程度为人工的，操作复杂程度为复杂，占地面积为大于3hm2，单位(年)处理量投资为大于40元/m3，处理周期为20天以上，单位(年)处理量效益为低于15元/m3，常年风向为位于主导风向上风向且风频高于10％，年均降雨量为>1600mm，年平均气温为低于0℃，水环境影响程度为无，土壤环境影响程度为无，大气环境敏感程度为无，环境风险为无，生态影响程度为无，全球变暖为环境影响潜值高于0.09，环境酸化为环境影响潜值高于0.09，富营养化为环境影响潜值高于0.09，光化学臭氧合成为环境影响潜值高于0.09；40分为机械化程度为较复杂，操作复杂程度为较复杂，占地面积为1.5
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3hm2，单位(年)处理量...
【专利技术属性】
技术研发人员：王月，王颖，李东阳，杨天学，吴昌永，范帅，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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