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题目：Evaluating wastewater treatment infrastructure systems based on UN Sustainable Development Goals and targets

作者：Delanka-Pedige et al.

作者单位：Civil Engineering Department, New Mexico State University, USA

期刊：Journal of Cleaner Production

时间：2021

导读

污水基础设施的主要目标是通过收集和末端处理污水以满足排放标准来提供卫生设施和保护生态系统。在2030年议程的背景下，传统的污水基础设施无法满足许多可持续发展目标（SDG），例如SDG #6——“清洁饮水和卫生设施”，旨在确保所有人都能获得和可持续管理水和卫生设施。通常，为污水基础设施选择合适的技术完全基于经济和环境考虑，而很少考虑社会方面。尽管部分研究在评估中同时考虑了这三个方面的可持续性问题，很少有研究明确地将其与 17 个SDG和 169 个具体目标相联系。

文章简介

如图1所示，污水基础设施和 17 个可持续发展目标直接或间接地相互关联。为了量化不同污水处理技术对可持续发展目标、可持续城市的贡献程度，作者确定了与污水基础设施相关的七个属性：（1）出水水质，（2）病原体去除，（3）能量消耗，（4）气体排放，（5）养分回收，（6）足迹，以及（7）可靠性。此后，将上述机遇和挑战相关的七个属性映射到适当的 SDGs 及其目标，以得出30 项可持续发展指标及措施。

图1 污水基础设施、可持续城市和其他可持续发展目标之间的相互依存关系

在本研究中，选择了两种基于藻类和两种基于活性污泥的污水处理技术作为评估实例。两种基于活性污泥的系统是传统的活性污泥（CAS）系统和膜生物反应器（MBR）系统。两个基于藻类的系统是经典的高速藻池（HRAP）和混合营养藻类污水处理（A-WWT）系统。作者选择了PROMETHEE（用于富集评估的偏好顺序结构评估法），它是一种广泛使用的排序方法，对每个过程参数的替代方案进行成对比较。

为了排除决策者偏好对替代方案排名的影响，作者选择了两种评估角度：（1）将上述30项可持续发展指标及措施分为环境、经济、社会三类，且类之间可能有重合，由此评估替代方案的多维可持续性。例如，环境方面的指标包括出水BOD、总能量回收、温室气体排放等，经济指标包括单位能耗的BOD削减量、污水处理时间、占地面积等，社会指标包括经营年限、臭味等；（2）根据污水基础设施几个属性的优先级，考虑了以下12种不同的情景（S1至S12）：S1-当污水用于再利用时，病原体去除的优先级高；S2-当污水排入限制区域时，去除病原体的优先级低；S3-当成本和化石枯竭是关键问题时，能源消耗的优先级高；S4-考虑可再生能源的能源多样化时，能源消耗的优先级低；S5—当气候变化和空气质量备受重视时，减排的优先级高；S6-当空气被单独捕获和处理时，气体排放的优先级低；S7-为抵消处理成本，资源回收的优先级高；S8-由于资源回收成本增加，资源回收优先级低；S9-当土地有限时，足迹的优先级高；S10-当土地可免费使用时，足迹的优先级低；S11-当公众的看法很重要时，污水厂历史记录的优先级高；S12-当开发了具有明显优势的创新技术时，污水厂历史记录的优先级低。

由图2所示，在环境可持续性方面，上述四种污水处理技术按照A-WWT（0.4）、MBR（0.08）、HRAP（-0.22）和CAS（-0.27）的顺序从最好到最差。在经济可持续性的背景下，A-WWT和MBR技术获得了正的偏好分数，且A-WWT系统的排名优于MBR系统。而HRAP和CAS系统的偏好分数为负，且HRAP优于CAS。在社会可持续性方面，MBR、A-WWT、CAS、HRAP分别得分0.64、0.17、-0.14和-0.67，排名顺序从最好到最差。考虑整体可持续性，四种处理技术由最好到最差分别为A-WWT、MBR、CAS和HRAP。

图2 四种污水处理方案的可持续性评估

此后，作者在12种情景下对污水处理替代方案进行了评估，发现A-WWT和MBR系统在所有情景中始终获得积极的偏好分数，而HRAP和CAS系统排名较低（图3）。尽管A-WWT系统占地面积相对较大且经营年限较短，但对于大多数情况来说是最优的选择。当对病原体去除、足迹和历史记录给予高优先级而对能源消耗和资源回收给予低优先级时，MBR系统的排名高于A-WWT系统。此外，只有在能源消耗、效率和资源回收具有高优先级时，HRAP才能超过CAS系统，其余情况CAS都是更佳的选择。

图3 基于决策者不同优先级的偏好得分变化

编者点评

本研究是基于联合国可持续发展目标的30个过程参数进行的。这些参数使多标准决策方法能够更好地实施，在3个不同的可持续性方面和12个不同的情景、优先事项下比较污水处理技术。此外，作者也考虑了指标权重的不确定性、偏好参数的灵敏性，并与现有研究进行比较。总体而言，本研究的评估较为综合而全面，分析细致而详尽，但仍可在评估指标的吻合性、贴切性方面有所改进。例如，选取的几个社会性指标笔者认为略显牵强，例如大肠杆菌量等。

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