第七章-環(huán)境工程管理

第七章環(huán)境工程管理第一節(jié)概述第二節(jié)污染防治工程管理第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策第一節(jié)概述一、環(huán)境工程與環(huán)境工程管理二、環(huán)境工程管理的任務(wù)和要求三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征第一節(jié)概述一、環(huán)境工程與環(huán)境工程管理

（一）環(huán)境工程

環(huán)境工程是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支，是運用工程技術(shù)和有關(guān)原理及方法，保護(hù)和合理利用自然資源，防治環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量的一門學(xué)科。

環(huán)境工程的目的和任務(wù)主要是：①搞好自然資源和能源的保護(hù)，消除浪費，控制和減輕污染；②尋求防治環(huán)境污染的機(jī)理和有效途徑，保護(hù)和改善環(huán)境，保護(hù)人類的身體健康；③綜合利用“三廢”，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

環(huán)境工程的內(nèi)容，主要包括三個方面的內(nèi)容：①環(huán)境污染防治工程；②環(huán)境系統(tǒng)工程；環(huán)境質(zhì)量評價工程。第一節(jié)概述一、環(huán)境工程與環(huán)境工程管理

（二）環(huán)境工程管理

環(huán)境工程管理是在人類解決環(huán)境問題的工程實踐中逐步產(chǎn)生和發(fā)展起來的。其含義應(yīng)該是：在可持續(xù)發(fā)展觀念的指導(dǎo)下，按照規(guī)劃，協(xié)調(diào)發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系，運用經(jīng)濟(jì)、法律、技術(shù)、行政等手段，促使它不僅研究防治環(huán)境污染和公害的工程技術(shù)措施，而且研究自然資源的保護(hù)和合理利用，探索廢物資源化的技術(shù)、改革生產(chǎn)工藝、推行少害生產(chǎn)系統(tǒng)或清潔生產(chǎn)技術(shù)，并且按照區(qū)域環(huán)境進(jìn)行運籌學(xué)的管理，以獲得較大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。第一節(jié)概述二、環(huán)境工程管理的任務(wù)和要求

（一）環(huán)境工程管理的任務(wù)

環(huán)境工程管理的根本任務(wù)是：通過制定工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和相關(guān)政策，對工程技術(shù)路線、方法、生產(chǎn)工藝等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響評價，限制損害人類環(huán)境質(zhì)量的生產(chǎn)、技術(shù)活動；鼓勵開發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)、節(jié)能降耗技術(shù)等一切有利于改善環(huán)境質(zhì)量的工程技術(shù)，以便獲得良好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效果。第一節(jié)概述二、環(huán)境工程管理的任務(wù)和要求

（二）環(huán)境工程管理的要求1.按照可持續(xù)發(fā)展的觀念，參照國際通行的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，通過制定完善而系統(tǒng)的各種標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境監(jiān)測規(guī)范等工作，維護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量。2.將環(huán)境保護(hù)的要求納入到各個行業(yè)、地區(qū)的產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)范中，使新產(chǎn)品、新裝置、新工廠的設(shè)計、制造、建設(shè)有利于保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量。3.開展對工程技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝的環(huán)境影響評價，綜合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會三個方面分析工程技術(shù)路線的環(huán)境影響及其經(jīng)濟(jì)效益。4.對環(huán)境工程技術(shù)進(jìn)行綜合評價，推薦防治污染的最佳可行技術(shù)，進(jìn)行環(huán)境工程的優(yōu)化決策。5.對各種環(huán)境問題提出綜合防治途徑和對策。第一節(jié)概述三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征

（一）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

以我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程和現(xiàn)狀分析為基礎(chǔ)，參照國際通行的慣例，從有利于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)合理化和社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展出發(fā)，許多學(xué)者提出對我國的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)劃分如下：

第一產(chǎn)業(yè)：包括農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)。

第二產(chǎn)業(yè)：包括工業(yè)（礦業(yè)、制造業(yè)、煤氣、電力、自來水）、建筑業(yè)、地質(zhì)普查與勘探業(yè)。

第三產(chǎn)業(yè)：指第一、第二產(chǎn)業(yè)以外的其余部門。按它們在社會經(jīng)濟(jì)中的不同作用，又可分為以下兩個層次：第一層次，指直接為生產(chǎn)和生活服務(wù)的部門；第二層次，指為社會公共需要服務(wù)的部門。第一節(jié)概述三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征

（一）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

我國傳統(tǒng)的分類方法是將整個國民經(jīng)濟(jì)劃分為物質(zhì)生產(chǎn)部門和非物質(zhì)生產(chǎn)部門兩大類。兩種產(chǎn)業(yè)分類法的對比見下圖：兩種產(chǎn)業(yè)分類法對比第一節(jié)概述三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征

（二）行業(yè)排污特征

1.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的排污特征

按照“三次產(chǎn)業(yè)”劃分法，第一產(chǎn)業(yè)主要是農(nóng)、林、牧、漁四大行業(yè)。當(dāng)今因大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)的不斷引入，使農(nóng)業(yè)和林業(yè)環(huán)境與純自然環(huán)境的差異越來越大。漁業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀是越來越多的水產(chǎn)品依賴于人工養(yǎng)殖，使用的人工飼料、藥物、糞便也會給水體帶來污染。牧業(yè)主要是糞便等帶來的土壤和水體污染及惡臭。

第二產(chǎn)業(yè)主要是工業(yè)、建筑業(yè)和礦業(yè)。許多工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出大量的廢水、廢氣和固體廢物，建筑業(yè)則容易產(chǎn)生噪聲、粉塵等污染，采礦除破壞植被等生態(tài)環(huán)境外，選礦過程也會排放大量的污染物。第一節(jié)概述三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征

（二）行業(yè)排污特征

1.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的排污特征

第三產(chǎn)業(yè)中存在的污染主要集中在服務(wù)性行業(yè)，如運輸業(yè)、飲食業(yè)、賓館飯店、醫(yī)院、洗滌等行業(yè)，除運輸行業(yè)排放大量的廢氣外，大部分為生活性污染物的排放，其中醫(yī)院排放的污水因含有大量的致病菌，危害特別大。

第一節(jié)概述三、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)排污特征

（二）行業(yè)排污特征

2.行業(yè)的排污特征

各行業(yè)在原料、加工層次、工藝技術(shù)、產(chǎn)品種類等方面存在很大的差異，排出的污染物也各不相同，從而造成了不同行業(yè)的排污特征，這種特征一般用排污系數(shù)來表示。排污系數(shù)一般可分為兩類，一類稱為價值型排污系數(shù)，即某行業(yè)每萬元產(chǎn)值排出各種主要污染物的絕對數(shù)量；另一類稱為實物型排污系數(shù)，即某行業(yè)在生產(chǎn)每單位產(chǎn)品過程中排出各種主要污染物的絕對數(shù)量。價值型排污系數(shù)因受到市場價格變化和國際貨幣不同的影響，缺乏一定的可比性，所以實用性不強(qiáng)。而實物型排污系數(shù)僅受生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)步因素的影響，國內(nèi)外具有一定的可比性。第二節(jié)污染防治工程管理一、污染防治工程的分類二、污染防治工程的基本要求三、污染防治工程的運行管理一、污染防治工程的分類

（一）大氣污染防治工程

大氣污染防治具有技術(shù)復(fù)雜、涉及范圍廣的特征，是環(huán)境污染防治工程中的一個重要方面。大氣污染防治工程的內(nèi)容主要包括大氣污染源及主要污染物的發(fā)生機(jī)制，大氣污染物的治理技術(shù)以及大氣污染的綜合防治。

大氣污染物主要來源于人類的生活及生產(chǎn)活動，包括生活污染源、工業(yè)污染源、交通污染源等。大氣中主要污染物包括總懸浮微粒（TSP）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和光化學(xué)氧化劑（O3）等。大氣污染物治理技術(shù)就是通過諸如脫硫、脫氮、除塵等手段，使排放的氣體中污染物的含量降至符合國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)污染防治工程管理一、污染防治工程的分類

（二）水污染防治工程

水污染防治工程就是用各種方法將廢水或污水中所含的污染物質(zhì)分離回收，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使廢水或污水得到凈化。由于不同行業(yè)排放的主要污染物差異很大，所采用的處理方法也就不同。這些處理方法按其作用原理大致可分為四類：

1.物理處理法

2.化學(xué)處理法3.物理化學(xué)處理法4.生物化學(xué)處理法第二節(jié)污染防治工程管理一、污染防治工程的分類

（四）噪聲和振動控制工程

1.噪聲控制

分為聲源控制和傳聲途徑控制?？刂坡曉从袃煞N方法，一是改進(jìn)結(jié)構(gòu)，以降低聲源的噪聲發(fā)射功率。二是利用聲的吸收、反射、干涉等特征，采用吸聲、隔聲等技術(shù)，或者安裝消聲器等，控制聲源的輻射。

傳聲途徑控制的措施主要有：①使聲源遠(yuǎn)離需要安靜的地方。②控制噪聲的傳播方向，可以有效降低噪聲尤其是高頻噪聲。③建立隔聲屏障，或利用天然屏障，以及利用其他隔聲材料和隔聲結(jié)構(gòu)來阻擋噪聲的傳播。④應(yīng)用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)，將傳播中的噪聲聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿取＂菰诔鞘薪ㄔO(shè)中，采用合理的城市防噪聲規(guī)劃。第二節(jié)污染防治工程管理一、污染防治工程的分類

（四）噪聲和振動控制工程

2.振動控制

振動控制主要是對振動源的控制，通過阻尼防振、隔振器隔振、動力吸振器吸振等措施降低振動強(qiáng)度。另外，在城市規(guī)劃和工廠設(shè)計中，盡可能將振動源布置在遠(yuǎn)離需要安靜的區(qū)域。應(yīng)用法規(guī)，限制在人口居住區(qū)使用大功率振動設(shè)備。第二節(jié)污染防治工程管理二、污染防治工程的基本要求

（一）防治結(jié)合，以防為主，綜合治理

1.在計劃、設(shè)計過程中，要注意防止環(huán)境污染。在項目建設(shè)和技術(shù)改造中，事先應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響評價，通過綜合分析，力求環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。在設(shè)計規(guī)范中應(yīng)明確規(guī)定，大型工程的選址、設(shè)計要以環(huán)境影響評價為基礎(chǔ)，充分考慮保護(hù)環(huán)境，防止環(huán)境污染與破壞的要求。

2.在生產(chǎn)過程中消除或減少污染。積極開發(fā)無污染或少污染的新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，努力實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。應(yīng)合理組織生產(chǎn)，加強(qiáng)工業(yè)環(huán)境管理。

3.要對生產(chǎn)過程造成的環(huán)境污染實行綜合治理。從污染控制系統(tǒng)的整體出發(fā)，綜合運用各種防治措施，組成各種能滿足環(huán)境目標(biāo)要求的方案，然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，選取最優(yōu)方案。第二節(jié)污染防治工程管理二、污染防治工程的基本要求

（二）合理利用環(huán)境自凈能力，人工治理與自然凈化相結(jié)合

1.通過全面規(guī)劃、合理布局，合理利用環(huán)境自凈能力。參考區(qū)域的環(huán)境特征，污染物的稀釋、擴(kuò)散等自凈規(guī)律，結(jié)合生產(chǎn)力的合理布局來制定區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃和環(huán)境規(guī)劃。

2.根據(jù)區(qū)域環(huán)境特征，大氣、水體、土壤的自然凈化能力，制定經(jīng)濟(jì)合理的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和排放方式。在制定污染物排放標(biāo)準(zhǔn)時，要充分考慮區(qū)域的地形、氣象、水文等環(huán)境特征，還要兼顧地區(qū)的功能和污染源密度，確定合理的標(biāo)準(zhǔn)。

3.人工治理措施與利用環(huán)境自凈能力相結(jié)合。區(qū)域污染綜合防治中的一個重要原則就是對環(huán)境自凈能力與人工治理措施綜合考慮，組合成不同的方案，然后綜合環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，選擇出最佳方案。第二節(jié)污染防治工程管理二、污染防治工程的基本要求

（三）分散治理與區(qū)域防治相結(jié)合

1.工業(yè)污染控制必須把廠內(nèi)治理與區(qū)域污染防治相結(jié)合。以水污染控制為例，小型企業(yè)的污染控制應(yīng)該以社會化為主，大中型企業(yè)應(yīng)以廠內(nèi)防治為主。但不管哪種方式，對有些污染物，要求廠內(nèi)治理達(dá)到的程度，應(yīng)從區(qū)域的整體防治規(guī)劃加以考慮。如不從實際情況出發(fā)，一律要求以廠內(nèi)防治為主，各廠分散處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可能會造成不必要的浪費。

2.要以企業(yè)分散防治為基礎(chǔ)進(jìn)行區(qū)域污染綜合防治。具體區(qū)域的環(huán)境特征和功能必須在制定區(qū)域污染綜合防治規(guī)劃過程中作為重要的參考因素，并以此為基礎(chǔ)確定環(huán)境目標(biāo)，計算出主要污染物應(yīng)控制的排放總量，統(tǒng)一規(guī)劃出集中處理與分散處理的負(fù)荷，把分散處理的指標(biāo)分配到各個污染源（企業(yè)）。第二節(jié)污染防治工程管理二、污染防治工程的基本要求

（四）綜合利用與無害化處理相結(jié)合

綜合利用的具體途徑有下列幾個方面：1.提高自然資源利用率、減少污染物的流失

主要通過產(chǎn)業(yè)的合理布局，合理開發(fā)、綜合利用礦產(chǎn)資源。

2.實現(xiàn)工業(yè)“三廢”及其他廢物的資源化

包括含二氧化硫氣體、廢酸、廢堿的回收利用；高爐渣、粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣的資源化。

受技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益和廢物數(shù)量等諸多因素的影響，還有很多廢物在短時期內(nèi)甚至很長時期內(nèi)無法得到利用。所以，要進(jìn)一步開展無害化處理的研究，它包括安全堆存作為后備資源，采取“隔離”措施以免污染環(huán)境，凈化處理后排放等。第二節(jié)污染防治工程管理二、污染防治工程的基本要求

（五）結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，把環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合

環(huán)境污染防治的特點之一是具有區(qū)域性，要想獲得良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，就必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特征，如地形、氣候、氣象條件、環(huán)境容量、人口密度、經(jīng)濟(jì)密度等因素，因地制宜地選擇防治措施。

與所有的工程類似，污染防治工程也必須進(jìn)行費用—效益分析。在一定的污染治理效果范圍內(nèi)，污染控制費用增加的比例，小于或等于環(huán)境效益增加的比例，但超出這一范圍后，雖然污染控制費用增加很多，環(huán)境效益的增加卻極不明顯。所以確定兩者的最佳結(jié)合點是環(huán)境污染防治工程在設(shè)計、運行中必須予以考慮的。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（一）單元環(huán)境工程運行管理

1.分析產(chǎn)生污染物的生產(chǎn)工藝和現(xiàn)有的治理技術(shù)狀況

針對某些污染源的單元污染防治工程，應(yīng)從產(chǎn)生污染物的生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面分析，掌握污染源的分布及其現(xiàn)狀。

2.重視對現(xiàn)行生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，減少污染物的排放量

確定污染治理工程的方案應(yīng)與現(xiàn)行生產(chǎn)工藝改進(jìn)結(jié)合進(jìn)行。

3.掌握污染物排放量、性質(zhì)（組分）、濃度

在確定治理路線和工藝、治理裝置的處理能力時，主要依據(jù)就是污染源污染物的排放量、排放規(guī)律，以及污染物的組分、性質(zhì)、濃度、流量等。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（一）單元環(huán)境工程運行管理

4.確定污染治理工藝、設(shè)計參數(shù)、配方、裝置等

這是污染防治工程運行管理的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到投資額、治理效果、運行的經(jīng)濟(jì)性等。

5.嚴(yán)格工藝操作條件，確保達(dá)到處理效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

制定科學(xué)的工藝操作規(guī)程，在操作中嚴(yán)格控制各項參數(shù)，是保證治理裝置的運行效果達(dá)到設(shè)計要求的關(guān)鍵。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

1.總量控制的4個基本量

（1）環(huán)境容量

是在環(huán)境使用功能不受破壞條件下受納污染物的最大數(shù)量。

（2）受納水域允許納污量

根據(jù)水環(huán)境管理要求，劃分水環(huán)境保護(hù)功能區(qū)范圍及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)給定的排污地點、方式與數(shù)量，把滿足不同設(shè)計水量條件，單位時間內(nèi)保護(hù)區(qū)所能受納的最大污染物量稱為受納水域容許納污量。

（3）控制區(qū)域容許排污量

按照水污染控制目標(biāo)，根據(jù)控制區(qū)域內(nèi)排污總量的控制要求，選定代表年或削減率，在經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性論證后確定的污染物排放總量控制目標(biāo)，稱為控制區(qū)域容許排污量。

第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

1.總量控制的4個基本量（4）排放口總量控制負(fù)荷指標(biāo)

根據(jù)污染源位置、排放量、排放方式、排放污染物種類，以及污染物管理水平，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)承受能力，環(huán)境容量利用條件，逐個企業(yè)、逐個排放口分配控制區(qū)域內(nèi)容許排污總量負(fù)荷，并經(jīng)相關(guān)行政主管部門批準(zhǔn)的各排污口容許排污總量，稱排放口總量控制負(fù)荷指標(biāo)。它針對每一具體的排放口給出控制要求，既限定排污水量和濃度，又限定一次瞬時排放水量和濃度的容許上限。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

2.總量控制的負(fù)荷分配（1）總量控制的核心是將負(fù)荷分配到源

實質(zhì)上總量控制就是根據(jù)排污地點、數(shù)量和方式，對各控制區(qū)域不均等分配環(huán)境容量資源。依據(jù)每一污染源排放總量削減的優(yōu)先順序和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的可行性，不均等地分配技術(shù)、經(jīng)濟(jì)投入。

（2）環(huán)境容量資源分配

它是環(huán)境容量資源有償使用的體現(xiàn)，是流域范圍內(nèi)各控制區(qū)域的合理布局與負(fù)荷分擔(dān)率。例如各控制區(qū)域間水質(zhì)控制斷面的位置與標(biāo)準(zhǔn)；上、下游分擔(dān)削減負(fù)荷與治理投資的政策與標(biāo)準(zhǔn)；未來經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的布局與負(fù)荷預(yù)測和容量分配原則，都要通過環(huán)境容量資源分配來解決。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

2.總量控制的負(fù)荷分配（3）污染負(fù)荷的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分配

總量控制負(fù)荷指標(biāo)可操作性的體現(xiàn)是對區(qū)域范圍內(nèi)各主要污染源排污總量削減方案進(jìn)行可行性比較及實施先后順序的決策。

（4）總量控制中兩步分配的特點

環(huán)境容量資源分配的基點在于合理布局?？偭控?fù)荷技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分配的基點在于實施。資源分配建立在水環(huán)境容量定量化，水質(zhì)模擬程序化的基礎(chǔ)上，是國外負(fù)荷分配技術(shù)的應(yīng)用。點源控制與集中控制方案靈活決策是中國自己發(fā)展的負(fù)荷分配技術(shù)。第二節(jié)污染防治工程管理三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

3.總量控制的技術(shù)關(guān)鍵——源與目標(biāo)間的輸入響應(yīng)（1）目標(biāo)管理的實質(zhì)

目標(biāo)管理的提出是基于環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的多樣性、階段性和區(qū)域性，以及實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)可行途徑的投資可支持性、工程措施有效性。目標(biāo)管理的實質(zhì)可以用下圖表示，它表現(xiàn)了污染源和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)之間的定量關(guān)系。第二節(jié)污染防治工程管理目標(biāo)管理的實質(zhì)三、污染防治工程的運行管理

（二）系統(tǒng)的環(huán)境工程運行管理

3.總量控制的技術(shù)關(guān)鍵——源與目標(biāo)間的輸入響應(yīng)（2）環(huán)境目標(biāo)

凡對環(huán)境管理的不同階段、不同范圍提出的定量評價指標(biāo)，統(tǒng)稱為環(huán)境目標(biāo)。環(huán)境目標(biāo)按環(huán)境質(zhì)量和污染源排放分為兩大類。環(huán)境質(zhì)量類目標(biāo)是按環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)區(qū)禁排要求，綜合整治定量考核評分等指標(biāo)，確定環(huán)境目標(biāo)。污染源排放類目標(biāo)是按容量排放總量、排污總量削減率、污水處理率與達(dá)標(biāo)率、水回用率等指標(biāo)確定環(huán)境目標(biāo)。

（3）污染源與環(huán)境目標(biāo)的輸入響應(yīng)關(guān)系

上圖所揭示的兩個定量關(guān)系反映了總量控制中的兩步分配。源與目標(biāo)間的定量關(guān)系，反映了環(huán)境容量資源分配?？刂莆廴驹吹膬?yōu)化分配關(guān)系，反映了負(fù)荷技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分配。第二節(jié)污染防治工程管理第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序二、典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（一）確定行業(yè)控制目標(biāo)

行業(yè)控制目標(biāo)的確定主要從以下幾個方面考慮。

1.繪制主要產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖、物料流失水平衡圖；2.確定重點排污位置，進(jìn)行水質(zhì)水量驗證；3.分析有代表性的生產(chǎn)周期污染物變化、水量變化圖；4.考察排污量與水質(zhì)現(xiàn)狀的定量關(guān)系，繪制排污曲線；5.與同行業(yè)進(jìn)行對比，提出控制措施。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（二）確定污染源最佳生產(chǎn)工藝下廢水排放濃度及最佳處理技術(shù)

1.對污染源控制措施進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性分析，具體為：①調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、控制污染大企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的規(guī)模；②進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)改造，從根本上減少污染物的排放；③加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理，制定控制污染物排放的目標(biāo)責(zé)任制；④積極開展綜合利用；⑤降低原材料消耗；⑥選擇合理的治理技術(shù)；⑦建設(shè)項目“以新代老”；⑧不斷提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率；⑨加強(qiáng)宏觀調(diào)整，減少污染物轉(zhuǎn)移。

2.調(diào)整污染源最佳生產(chǎn)工藝下污水排放濃度。

3.確定最佳生產(chǎn)工藝下，最佳廢水處理方案。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（三）區(qū)域集中控制工程

根據(jù)不同區(qū)域的具體情況，盡可能實現(xiàn)區(qū)域集中控制，提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。具體途徑為：1.通過調(diào)節(jié)枯水流量，實施局部人工充氧，清濁分流，土地處理等措施改善水質(zhì)，盡可能建立區(qū)域污水廠實現(xiàn)區(qū)域聯(lián)片治理。2.實施城市環(huán)境綜合治理，改變工業(yè)布局，關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)污染嚴(yán)重的企業(yè)。3.選擇污水排放去向，將排入重要區(qū)域的污水改為排入次要區(qū)域的土地處理系統(tǒng)，或城市污水處理系統(tǒng)，或排入江、海等大水體稀釋等。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（四）總量控制方案的環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)效益及分期實施的可行性

這種可行性評價是針對容量總量控制的環(huán)境目標(biāo)，特別提出的評價指標(biāo)。這種評價要求將每一個總量控制方案都進(jìn)行環(huán)境目標(biāo)的可達(dá)性，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的評價，并加以比較，最后根據(jù)投資條件，進(jìn)行實施的時間分解。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（五）環(huán)境目標(biāo)可達(dá)性評價

進(jìn)行環(huán)境目標(biāo)可達(dá)性評價主要從下列幾個方面考慮。

1.功能區(qū)功能改變或調(diào)整、混合區(qū)利用是否可行，是否有不可挽回的環(huán)境影響。2.提高水環(huán)境質(zhì)量與加強(qiáng)給水處理兩條不同途徑的成本效益比較。3.各專業(yè)用水區(qū)的水質(zhì)是否得到了更有效的保護(hù)。4.通過工程措施、排放標(biāo)準(zhǔn)、排污許可證制度及其他管理措施，能否保證污染物削減方案分期實施。5.削減污染物治理方案的經(jīng)濟(jì)承受能力和分期實施計劃。6.將環(huán)境保護(hù)目標(biāo)與負(fù)荷分配目標(biāo)怎樣落實到環(huán)境綜合整治定量考核和目標(biāo)管理責(zé)任制。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（六）優(yōu)化決策

為了獲得優(yōu)化重點控制的區(qū)域或單元信息，可從3個方面加以考慮：

1.削減某一指定負(fù)荷量的最優(yōu)組合治理方案。2.參照某水平年排放量的削減控制方案。3.達(dá)到治理目標(biāo)的投資最小。

（七）政策協(xié)調(diào)和行政決策

1.解決理論優(yōu)化和實際的關(guān)系。2.解決政策配套中新與舊的矛盾。3.確定分期實施方案。4.“三同時”政策協(xié)調(diào)。5.排污收費政策協(xié)調(diào)。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策一、環(huán)境工程優(yōu)化的一般程序

（八）審核發(fā)放許可證

1.確定許可證發(fā)放范圍，許可證內(nèi)容及類型。2.建立許可證監(jiān)督管理辦法、管理體制、經(jīng)費補(bǔ)償辦法。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

圖7-3完全混合活性污泥處理廠工藝流程第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法圖中各符號的意義：Q——原水流量，[L3t﹣1]S0——原水中的底物濃度，[ML﹣1]AS——初沉池面積，[L2]At——二沉池面積，[L2]Qw——剩余污泥排放量，[L3t﹣1]Se——出水中的底物濃度，[ML﹣3]R——污泥回流比，S1——曝氣池進(jìn)水中底物濃度，[ML﹣3]VA——曝氣池容積，[L3]X——曝氣池中活性污泥濃度或混合液懸浮固體濃度，[ML﹣3]Xe——出水中活性污泥濃度，[ML﹣3]XR——回流污泥中的活性污泥濃度，[ML﹣3]第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

圖7-3所示的是活性污泥污水處理系統(tǒng)的流程示意圖，整個系統(tǒng)由一系列承擔(dān)不同作用的單元過程組成。對這種處理系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計，就是在規(guī)定的處理設(shè)備使用期限內(nèi)，通過最優(yōu)化的方法，找出使整個處理系統(tǒng)在滿足給定出水水質(zhì)要求的前提下達(dá)到費用最低（或其它既定目標(biāo)）的設(shè)計方案。以總費用最小為目標(biāo)時使用的最優(yōu)化公式為：

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

（7—1）式中的目標(biāo)函數(shù)為處理系統(tǒng)的總費用，它由系統(tǒng)的基建投資與運轉(zhuǎn)費用兩項構(gòu)成。式中的x1，x2，…，xn表示系統(tǒng)中的各項設(shè)計決策變量。（7—2）式表示由處理系統(tǒng)中各項具體條件給出的約束方程。滿足這些約束方程的設(shè)計決策變量稱為（7—1）式的可行解。能使目標(biāo)函數(shù)F取得極小值的可行解即為該系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計決策變量。

以總費用最小為目標(biāo)進(jìn)行污水處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的基本步驟為：①建立各單元處理過程的數(shù)學(xué)模型；②確定處理系統(tǒng)的設(shè)計決策變量；③根據(jù)有關(guān)費用資料建立目標(biāo)函數(shù)；④根據(jù)處理系統(tǒng)特性確定約束方程；⑤進(jìn)行最優(yōu)值的求解。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

按照上述基本步驟討論圖7-3所示處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計過程。

1.系統(tǒng)的單元過程模型（1）初沉池

設(shè)置初沉池的目的是去除污水中所含的較大懸浮固體顆粒。根據(jù)沉降的有關(guān)原理，沉淀池中懸浮固體顆粒的去除率是沉淀池過流率的函數(shù)。沉淀池的面積可以由下式計算：

式中：AS——沉淀池面積，m2；q——沉淀池過流率，m3/(m2·d)第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法1.系統(tǒng)的單元過程模型（2）曝氣池

完全混合活性污泥處理系統(tǒng)曝氣池的數(shù)學(xué)模型為：

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法1.系統(tǒng)的單元過程模型（3）二沉池

適用于二沉池的模型為：

（4）機(jī)械曝氣設(shè)備

機(jī)械曝氣設(shè)備的動力消耗由曝氣池的需氧量決定。需氧量確定后，可以根據(jù)曝氣設(shè)備的氧傳遞效率和機(jī)械效率計算出相應(yīng)的動力消耗值。

（5）循環(huán)泵

污泥循環(huán)泵的動力消耗由流體力學(xué)公式計算。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法2.決策變量

所謂決策變量就是可以由設(shè)計者在一定范圍內(nèi)自由選擇的設(shè)計變量。一個處理系統(tǒng)中設(shè)計決策變量的個數(shù)及其取值范圍，由該系統(tǒng)的具體條件決定。對于圖7-3所示的處理系統(tǒng)來說，它的設(shè)計決策變量為q，θc，X，XR，只要確定了這4個變量值，該系統(tǒng)中其余的變量值也就隨之被確定。

3.目標(biāo)函數(shù)

求優(yōu)運算的目標(biāo)函數(shù)由系統(tǒng)的基建費用函數(shù)和運轉(zhuǎn)費用函數(shù)按一定方式構(gòu)成。下面首先討論處理系統(tǒng)基建費用函數(shù)和運轉(zhuǎn)費用函數(shù)的構(gòu)成形式。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（1）沉淀池

沉淀池的基建費用為沉淀池面積的函數(shù)，目前使用最廣泛的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式為指數(shù)形式。初沉池和二沉池的基建費用函數(shù)表達(dá)式分別為：

式中：K1——初沉池基建費用，萬元。α1，β1——費用統(tǒng)計常數(shù)。

式中：

K2——二沉池基建費用，萬元。

α2，β2——費用統(tǒng)計常數(shù)。

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（2）曝氣池

曝氣池的基建費用為曝氣池容積的函數(shù)，常用的函數(shù)表達(dá)式為指數(shù)形式，即：

式中：K3——曝氣池基建費用，萬元。

α3，β3——費用統(tǒng)計常數(shù)。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（2）曝氣池

處理系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)費用函數(shù)：

曝氣設(shè)備的運轉(zhuǎn)費用為曝氣池需氧量的函數(shù)，其函數(shù)表達(dá)式為：

式中：C1——曝氣設(shè)備運轉(zhuǎn)費用，萬元/年

α4——根據(jù)動力消耗計算的常數(shù)。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（2）曝氣池

在確定了以上各項費用函數(shù)的表達(dá)式后，可以進(jìn)一步建立求優(yōu)運算時使用的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式。目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式具有如下形式：

式中：Ki——各項基建投資費用函數(shù)，萬元Cj——各項年運轉(zhuǎn)費用函數(shù)，萬元/年T——基建投資償還年限，年。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（2）曝氣池

將各項費用函數(shù)表達(dá)式整理得：

利用各個單元處理過程的數(shù)學(xué)模型，可以將上式中的變量AS，At，VA，O2，RQ分別用決策變量q，θc，X，XR的函數(shù)形式代替。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

3.目標(biāo)函數(shù)

處理系統(tǒng)的基建費用（包括構(gòu)筑物及各種機(jī)械設(shè)備）：

（2）曝氣池

可以將（7—11）式中的變量VA表示為θc，X的函數(shù)：

利用同樣的方法可以將（7—11）式中的變量AS，At，O2，RQ分別表示為決策變量q、θc、X、XR的函數(shù)。因此可以將目標(biāo)函數(shù)F記作：這樣就得到了以決策變量q，θc，X，XR為自變量的目標(biāo)函數(shù)。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

4.約束方程

運轉(zhuǎn)經(jīng)驗表明，各個決策變量都只能在一定范圍內(nèi)變化，根據(jù)這一條件我們可以寫出如下約束方程：

式中標(biāo)有“min”，“max”下標(biāo)的字母分別表示有關(guān)變量取值范圍的下限和上限。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

4.約束方程

此外，一個處理系統(tǒng)中的各種物理、化學(xué)及生物化學(xué)特性也將對決策變量的取值范圍產(chǎn)生一定的限制，根據(jù)這些限制條件也可以寫出一些對決策變量加以限制的約束方程。

對于圖7-3所示處理系統(tǒng)可以寫出如下約束方程：

（1）根據(jù)曝氣設(shè)備的充氧能力：

式中：Rr，max=曝氣設(shè)備的最大供氧速率，Kg/日第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

4.約束方程

（2）根據(jù)給定的出水質(zhì)：

（3）根據(jù)回流比的取值范圍：

式中：Rmax——設(shè)計時允許選用的最大回流比。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策二、幾種典型的環(huán)境工程優(yōu)化技術(shù)

（一）污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計——復(fù)合形法

5.最優(yōu)值的求解

根據(jù)最優(yōu)化的理論，（7—12）至（7—16）式已經(jīng)構(gòu)成一個四元函數(shù)在不等式約束條件下的最優(yōu)化問題，對于這樣的問題可以應(yīng)用復(fù)合形法、罰函數(shù)法以及枚舉法等各種最優(yōu)化的方法求解最優(yōu)值。

（二）污水處理系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計——動態(tài)規(guī)劃法

動態(tài)規(guī)劃法是進(jìn)行污水處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的有效方法之一。這種最優(yōu)設(shè)計方法的突出特點是，在考慮了整個處理系統(tǒng)的各種變化后求得最優(yōu)狀態(tài)和決策。這一點是傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計法所不能達(dá)到的。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

問題：對某市郊區(qū)一條河流沿岸的區(qū)域污水處理系統(tǒng)，進(jìn)行下述四類問題的廠群規(guī)劃計算（包括：污水處理廠的位置、容量、處理效率、基建投資、輸水管線的管徑、坡度、基建投資以及區(qū)域總基建投資）。

①排放口均勻處理（各排放口采用同一處理效率）。

②排放口最優(yōu)化處理（在各原有排放口條件下，求解各處理廠的最佳處理效率組合）。

③最優(yōu)化均勻處理（各處理廠處理率取相同的定值，確定區(qū)域內(nèi)處理廠的最佳位置和容量）。

④區(qū)域最優(yōu)化處理（既要確定最佳位置和容量，又要確定各處理廠的最佳處理效率）。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

1.資料與數(shù)據(jù)

（1）河流長50公里，劃分為10個區(qū)段、11個節(jié)點、有關(guān)參數(shù)及水質(zhì)約束分別見表7-1，7-2，7-3。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

1.資料與數(shù)據(jù)（2）污水處理廠的費用函數(shù)式中：C1——處理廠基建費用（萬元）；Q——處理廠規(guī)模，即被處理的污水流量（米3/秒）；x——出水的BOD5值（毫克/升）；k1～k4——需要估值的參數(shù)。

據(jù)當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S基建投資數(shù)據(jù)的估值分析，得：k1=1000，k2=0.90，k3=200，k4=0.79第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

1.資料與數(shù)據(jù)（3）輸水管道的費用函數(shù)式中：D=管徑（米）；L=管長（公里）；H0=起點埋深（米）。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

1.資料與數(shù)據(jù)（3）輸水管道的費用函數(shù)式中：D=管徑（米）；L=管長（公里）；H0=起點埋深（米）。根據(jù)當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)，經(jīng)回歸分析，得：k6=﹣1.88，k7=3.25，k8=2.43，k9=164，k10=1，k11=3.51，k12=1.23，k13=1第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

2.計算方法，目標(biāo)函數(shù)i=1，…，n，j=1，…，m式中：Z——總基建投資，萬元；Qi——在i節(jié)點處接受處理的污水流量；

ηi——節(jié)點i處的污水處理程度；Qij——由節(jié)點i輸送到j(luò)的污水流量。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

2.計算方法，目標(biāo)函數(shù)

約束條件：第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

2.計算方法，目標(biāo)函數(shù)

對上述兩組多變量的非線性規(guī)劃問題，即使采取復(fù)雜技術(shù)，往往也只能獲得局部最優(yōu)解。下面介紹一種試探法與微分算法相結(jié)合的最優(yōu)化方法。

（1）利用試探法使一個區(qū)域最優(yōu)化處理的問題變?yōu)橐粋€排放口最優(yōu)化處理問題和輸水管線的最優(yōu)計算問題。

試探法（HeuristioMethod）是一種直接最優(yōu)化方法，它通過一定的程序形成不同的流量組合方案，計算每一方案的總費用，與前一次試探中所保留下來的費用最低方案相比較，存優(yōu)舍劣，作為下一次試探比較的依據(jù)。通過反復(fù)比較，目標(biāo)值不斷獲得改進(jìn)，可以保證取得一個高度滿意的解，如果在試探搜索過程中包含了最優(yōu)的流量組合，就一定可以得到區(qū)域的最優(yōu)解。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

2.計算方法，目標(biāo)函數(shù)

（2）利用微分算法求解排放口最優(yōu)化處理問題。

應(yīng)用試探法作出的每個決策，使原問題分解成兩個問題：排放口處理問題與輸水管線問題。排放口處理問題可以寫成：第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

3.計算結(jié)果

按照上述計算方法編寫成計算機(jī)程序，用計算機(jī)進(jìn)行計算，結(jié)果如表7-4所示。計算結(jié)果說明區(qū)域性最優(yōu)化處理的規(guī)劃方案投資最低。它較排放口均勻處理可以節(jié)省1387萬元（即15.95%）。

區(qū)域最優(yōu)化處理的計算結(jié)果是在節(jié)點3和10處建立兩座污水處理廠。節(jié)點1至8的污水集中在3點處理，節(jié)點10的污水單獨處理。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

4.幾種影響因素的靈敏度分析

河流徑流量變化對系統(tǒng)費用的影響見表7-5

由表中看出，徑流量小（Q=5.49米3/秒）時，考慮自凈能力以后，系統(tǒng)總費用為最優(yōu)化均勻處理費用的92.5%，流量擴(kuò)大到10倍以后（相當(dāng)于中型河流），總費用降為72.25%，因此對于徑流量小，污水量大，排出口相距較近的區(qū)域性污水處理系統(tǒng)，應(yīng)著重研究規(guī)模的經(jīng)濟(jì)性問題。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（一）區(qū)域性污水處理系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃

4.幾種影響因素的靈敏度分析

河流水質(zhì)約束的變化對系統(tǒng)費用也有較大的影響，其影響如表7-6所示。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（二）黑龍江省松花江沿岸有機(jī)污染物允許排放量的確定

1.問題簡介、資料及模型

松花江是黑龍江省內(nèi)的主干河流，沿河有拉哈、齊齊哈爾、哈爾濱及佳木斯四大主要有機(jī)污染源。如何科學(xué)確定各污染源的有機(jī)污染允許排放量，從而控制全江水質(zhì)，是本例研究的問題。

按照主干河流、支流、污染源分布狀況以及水文水質(zhì)監(jiān)測站位置，結(jié)合數(shù)學(xué)模型對劃分河段的要求，將全江典型化為一個污染分析的線性系統(tǒng)，示意如表7-7。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（二）黑龍江省松花江沿岸有機(jī)污染物允許排放量的確定

1.問題簡介、資料及模型

表中上部4個輸入表示污水輸入；下部6個輸入表示支流匯入。吉林省松花江上游、黑龍江、牡丹江等均視為支流匯入。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（二）黑龍江省松花江沿岸有機(jī)污染物允許排放量的確定

1.問題簡介、資料及模型

鑒于松花江枯水期冰封河面，復(fù)氧能力較低，污水成份中含有大量懸浮可沉有機(jī)物，沉淀作用在BOD的去除中占有較大比重，選用Thomas修正的streeter-phelps方程，描述有機(jī)污染在水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律：第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（二）黑龍江省松花江沿岸有機(jī)污染物允許排放量的確定

1.問題簡介、資料及模型

運用數(shù)值逼近等數(shù)學(xué)手段，可以由監(jiān)測的BOD、DO值及上述（7—22）至（7—26）式進(jìn)行K1、K2、K3的參數(shù)識別，搞清各河段的自凈規(guī)律。在監(jiān)測值的運用上，要注意數(shù)據(jù)的完整性，盡可能消除或避免其隨機(jī)性、間斷性。

具有表7-8數(shù)值K1、K2、K3的Thomas修正streeter-phelps方程，即作為松花江的水質(zhì)數(shù)學(xué)模型。第三節(jié)環(huán)境工程優(yōu)化決策三、實例分析

（二）黑龍江省松花江沿岸有機(jī)污染物允許排放量的確定

2.允排量的確定是一個系統(tǒng)工程

如果人為給定各河段起始處BOD水質(zhì)要求Sei，聯(lián)解前述（7-22）～（7-26）式，可以得到形如下式方程組：

式中αij、bi