一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法与流程

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1.本发明涉及工程评估技术领域，更具体地，涉及一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法。

背景技术：

2.目前我国应用较多的污泥处理处置全链条技术路线为“深度脱水+应急填埋”，从宏观上看，工程目标实际上是为解决行业内一个普遍问题，即污泥处理处置，再具体一点，即污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。此方法旨在评估基于深度脱水技术的污泥处理处置工程。评估内容的核心为工程整体目标实现情况的表征和工程目标实现短板即优化方向的识别。污泥深度脱水的处理处置工程定量评估包括两个层面。第一，工程整体目标实现情况的表征，除工程的技术功能外，也包含了实现过程需同时满足成本合理或可接受、二次污染控制在允许的范围内、具有基本的社会接受度等条件，因此相应设置技术、经济、环境和社会方面的相关指标，该层面的指标属于污泥处理处置技术的通用性宏观指标，有利于不同工艺的污泥处理工程平行比较。第二，工程目标实现短板即优化方向的识别，系统的功能和性能取决于其构成要素及匹配协同水平，宏观指标的差异可归因于其构成单元的性能和(或)集成水平的欠缺。当评估对象为采用深度脱水技术的污泥处理处置工程时，还需要针对评估对象的关键构成要素设置相关指标。不同污泥深度脱水处理工程的构成要素和集成方式也各不相同，表征的指标则为工艺依附性的。现有技术中缺乏相应的方法对深度脱水技术的污泥处理处置工程的各项指标进行全面、快速地进行评估，决策者或管理人员无法快速、客观、全面和有针对性地认识评估对象或比较评估对象，以获取更多污泥深度脱水应急工程的信息，针对这一层面的评估内容和目的，构建相应污泥深度脱水工程专用评估指标体系是很有必要的。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，解决了现有技术深度脱水技术的污泥处理处置工程中无法全面快捷评估，决策者或管理人员无法快速、客观、全面和有针对性地认识评估对象或比较评估对象的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.依据本发明的一个方面，提供了一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，包括以下步骤：
6.s1.采用层次分析法，筛选污泥深度脱水工程评估专用指标；
7.s2.对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值，通过统计分析和专家咨询确定各级评价因子的合理权重；
8.s3.对指标权重和指标赋值使用matlab计算软件通过数学编程语言进行建模运算，从而获取各项指标的最终分值，获得评估对象的评估结果；
9.s4.通过对某一评估对象或多个评估对象各指标的最终分值进行分析，获取有效
信息。
10.根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中s1中的泥深度脱水工程评估专用指标包括定量指标和定性指标，所述定量指标包括脱水污泥含水率、减量化率、药剂投加率、挥发性固体去除率、资源化处理率、负荷率、运行率、停线率、脱水处理率、板框机脱水污泥泥饼脱落率、单位投资成本、能量消耗成本、药剂消耗成本、产物处置成本、单位占地处理率、生产区臭气排放强度、生产区噪声强度、生产区污废水污染强度、生产区固体废物排放量和碳排放。
11.根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中定性指标包括脱水调理药剂对污泥处理处置的影响、脱水调理药剂对污泥资源化价值的影响、生产区臭气污染风险、脱水药剂潜在风险和脱水污泥潜在风险、区域公众接受度和产物资源利用潜力。
12.根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中s2中对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值分为定量指标赋值方法和定性指标赋值方法；所述定量指标赋值方法包括以下步骤：
13.在技术数据库中提取定量指标的标杆值；
14.通过归一化算法得到评估对象该项指标的取值。
15.根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中归一化算法包括线性归一化赋值方法、离差归一化赋值方法和非线性指数归一化赋值方法。
16.根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中线性归一化赋值方法如下式(1)所示：
[0017][0018]
所述离差归一化赋值方法如下式(2)所示：
[0019][0020]
所述非线性指数归一化赋值方法如下式(3)所示：
[0021][0022]
其中：f
ij
——第j个评估对象在第i个指标的赋值结果；
[0023]cij
——第j个评估对象在第i个指标的初始值；
[0024]
si——第i个指标的标杆值；
[0025]
mini——第i个指标的最劣值。
[0026]
根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中定性指标赋值方法包括以下步骤：
[0027]
从技术数据库中提取定性指标的所有取值集合和最佳取值范围；
[0028]
根据取值集合和最佳取值范围建立定性指标的分级标准；
[0029]
采用分级赋值的间接量化法，根据指标所属分级范围确定技术指标的赋值。
[0030]
根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中s3中包括以下步骤：
[0031]
各指标的最终分值为指标对应的最终权重与指标赋值并处理后所得分值的乘积；
[0032]
评估对象定量评估的最终分值为各指标的最终分值之和，满分为100分；
[0033]
根据评估指标体系和各指标的最终分值，统计不同级别指标的分值；
[0034]
各层级指标分值计算完毕之后，识别低分值指标。
[0035]
根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中s4获取的有效信息包括以下几方面：
[0036]
评估对象的系统功能和整体性能水平；
[0037]
评估对象在处理能力、处理连续性、运行成本和二次污染控制方面的优势、短板和优化空间；
[0038]
不同评估对象整体水平差异、共性问题以及各自的特征优势和短板。
[0039]
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
[0040]
本发明提供一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，该定量评估方法采用层次分析法，筛选重要指标，通过统计分析和专家咨询确定各级评价因子的合理权重，形成针对污泥深度脱水处理工程的专用评价方法。使用matlab软件通过数学编程语言进行建模运算专家意见从而获取权重，确保层次总排序计算结果具有满意的一致性。该种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法能够快速、便捷地了解到污泥深度脱水应急工程的各项技术指标，便于决策者或管理人员快速、客观、全面和有针对性地认识评估对象或比较评估对象，以获取更多污泥深度脱水应急工程的信息。
附图说明
[0041]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0042]
图1是一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法的流程图。
具体实施方式
[0043]
以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明，在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
[0044]
图1示出了一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法的流程；
[0045]
一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法如图1所示，包括以下步骤：
[0046]
s1.采用层次分析法，筛选污泥深度脱水工程评估专用指标；其中：污泥深度脱水工程评估专用指标包括定量指标和定性指标，定量指标包括脱水污泥含水率、减量化率、药剂投加率、挥发性固体去除率、资源化处理率、负荷率、运行率、停线率、脱水处理率、板框机脱水污泥泥饼脱落率、单位投资成本、能量消耗成本、药剂消耗成本、产物处置成本、单位占地处理率、生产区臭气排放强度、生产区噪声强度、生产区污废水污染强度、生产区固体废物排放量和碳排放。定性指标包括脱水调理药剂对污泥处理处置的影响、脱水调理药剂对污泥资源化价值的影响、生产区臭气污染风险、脱水药剂潜在风险和脱水污泥潜在风险、区域公众接受度和产物资源利用潜力。
[0047]
其中：脱水污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。污泥脱水含水率为：与原污泥(以含水率95％计)经处理后的污泥含水率。
[0048]
减量化率：减量化是污泥处理处置的重要目标之一，尤其在我国当前的发展阶段，污泥减量化程度很大程度上决定了最终处置的难易程度。因此，减量化程度是衡量技术性能的重要指标之一。减量化率为：与原污泥(以含水率80％计)比，经处理后污泥质量减少的比值。
[0049]
药剂投加率：污泥脱水药剂投加量决定处理成本及脱水调理对后续处理处置的影响程度，定义“药剂投加率”为：脱水调理药剂投加量占污泥干固体含量的百分比。
[0050]
挥发性固体去除率：稳定化是污泥处理的重要目标，也是污泥污染防控的保障性目标，只有实现了稳定化，才算是基本解决了污泥的污染问题。稳定化处理过程一般是转化或去除污泥中挥发性固体的过程，对于常见的污泥处理方式，挥发性固体的去除率可很大程度上反映污泥的稳定化程度。
[0051]
资源化利用率：资源化虽然不是污泥处理处置的直接目标，但却是无害化/稳定化的重要手段，体现了污泥处理处置的发展方向。在实现稳定化/无害化的过程中，鼓励将污泥的资源属性加以利用，使之重新回到自然或社会循环。因此，将产物资源化利用率作为评估指标之一。产物资源化利用率为资源化利用的污泥处理产物量占处理产物总量的比值。
[0052]
负荷率：实际处理能力是反映技术性能的最直接和最重要的指标，实际处理能力通常因为设计、设备和运行等多种原因而低于设计处理能力，因此，此处以年处理量的日平均量与设计日处理能力的百分比来衡量设计处理能力的实现水平，定义为负荷率。赋值越高，运行管理难度越大，更能体现各工程之间的评价差距。
[0053]
运行率：持续性和稳定性是系统性能的重要方面，对总产能的影响很大，运行率和处理能力决定了系统的处理量。而系统处于正常运行的时间是持续性和稳定性的重要表现。此处，以年运行时间占日历时间(365d，或8760h)的比值衡量系统运行的稳定性，定义为“运行率”。运行率既受到工艺属性、系统复杂程度、规模等因素的影响，也受到关键设备性能、运行控制水平等因素的影响。例如，厌氧消化、干化焚烧的系统构成比深度脱水、好氧发酵等工艺复杂，达到较高运行率的难度也更高。
[0054]
停线率：指评估时间边界内的某一年时间中，因设备检修、滤板冲洗、滤布、滤框更换等引起的污泥深度停线时长占总运行时长的百分比，反映污泥板框脱水机的检修频率，滤布冲洗频率及滤布、滤框更换频率。
[0055]
脱水处理效率：脱水处理效率是反映技术性能的最直接和最重要的指标，通常因为设计、设备和运行等多种原因而低于设计处理能力，因此，此处以单位面积滤布的单日脱水污泥产生量(kg/(m2
·
h)(按绝干量计算))来衡量深度脱水系统的处理能力，定义为脱水处理效率。
[0056]
板框机脱水污泥泥饼脱落率：板框机开板后自然脱落泥饼质量占总泥饼质量的百分比。
[0057]
脱水调理药剂对污泥处理处置的影响代表脱水调理药剂对污泥焚烧、厌氧消化、好氧堆肥工艺运行效能的影响。
[0058]
脱水调理药剂对污泥资源化价值的影响代表脱水调理对污泥肥料化利用、氮磷资源回收以及能源化利用(热值)的影响。
[0059]
单位投资成本：吨泥(以含水率80％计)投资成本，万元。核算时建议参考国家颁布的基于地区、时间等因素的差异系数，对实际发生成本进行折算，以便在全国具有普适性。标杆值可参考相关行业标准与技术规程中的数值作为借鉴。
[0060]
能量消耗成本：吨泥(以含水率80％计)处理能量消耗成本(年均值)。对于污泥深度脱水工程，能耗物耗主要包括电能、污泥输送能耗等。
[0061]
药剂消耗成本：吨泥(以含水率80％计)处理药剂消耗成本(年均值)。对于污泥深度脱水工程，药剂消耗主要包括污泥脱水调理药剂、污泥输送能耗等。
[0062]
产物处置成本：吨泥(以含水率80％计)处理产生的固、液态产物的实际处置成本，元。对于污泥深度脱水工程，主要包含泥饼资源化利用过程产生的费用和污水费处理费(或排入污水处理厂增加的污水处理成本)。
[0063]
单位占地处理率：即实际日处理能力(以含水率80％计)/占地面积，t/ha。相同处理效率的设施可能在占地面积上差异较大，此时土地资源占用也是潜在的经济性考虑因素。
[0064]
生产区臭气排放强度：指一定周期内(通常为一年)，电子鼻监测的生产区巡视线空气臭度、臭气成分及代表性臭气组成(硫化氢、氨气等)的浓度。
[0065]
生产区噪声排放强度：指一定周期内(通常为一年)，生产区巡视线噪声分贝值。
[0066]
生产区污废水污染强度：指一定周期内(通常为一年)，以污泥深度脱水滤液的cod值评价其污染程度。
[0067]
生产区固体废弃物排放量：指一定周期内(通常为一年)，生产单位质量脱水污泥时，生产区固体废物排放量，包括脱水调理药剂包装袋、臭气处理废活性炭等固体废弃物的产生量(kg/kg脱水污泥)。
[0068]
生产区臭气污染风险：深度脱水工程在污泥接收车间、调理车间、缓存料仓、板框脱水及附属设备车间、深度脱水进出料泵房和板框脱水等区域存在臭气散逸风险。该指标根据感官体验赋值。脱水药剂潜在风险。定性指标，根据残留在脱水污泥中脱水药剂的生物可降解性及生物毒害性识别其潜在风险。
[0069]
脱水污泥潜在风险，根据脱水污泥中的重金属、多环芳烃、有机卤化物的含量及浸出特性(参考国标gb/t23496-2009)识别脱水污泥潜在环境风险。
[0070]
碳排放：指处理1吨湿污泥(以含水率80％计)的二氧化碳排放当量kg/t。结合不同污泥处理工程碳排放研究的结果进行赋值打分。区域公众接受度：指当前工程存续状态下，周边居民和当地公众的接受、认可程度。是否出现“邻避效应”。
[0071]
产物资源利用潜力：指未来更加契合“资源利用”发展方向的潜在社会条件。
[0072]
s2.对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值，通过统计分析和专家咨询确定各级评价因子的合理权重；
[0073]
步骤s2中对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值分为定量指标赋值方法和定性指标赋值方法；其中定量指标赋值方法包括以下步骤：
[0074]
在技术数据库中提取定量指标的标杆值；
[0075]
通过归一化算法得到评估对象该项指标的取值。
[0076]
根据本发明上述方面的用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其中归一化算法包括线性归一化赋值方法、离差归一化赋值方法和非线性指数归一化赋值方法。
[0077]
线性归一化赋值方法如下式(1)所示：
[0078][0079]
离差归一化赋值方法如下式(2)所示：
[0080][0081]
非线性指数归一化赋值方法如下式(3)所示：
[0082][0083]
其中：f
ij
——第j个评估对象在第i个指标的赋值结果；
[0084]cij
——第j个评估对象在第i个指标的初始值；
[0085]
si——第i个指标的标杆值；
[0086]
mini——第i个指标的最劣值。
[0087]
其中，线性归一化赋值方法适用于指标数值与评估结果具有线性正相关关系，且指标取值变化范围较大(几乎没有最小值)的指标；离差归一化赋值方法适用于指标数值与评估结果具有线性正相关关系，且指标取值在某一区间内变化的指标；非线性指数归一化赋值方法适用于指标数值与评估结果不具有线性正相关关系的指标，即指标在不同区间的实现难度相差较大的指标。
[0088]
对于定性指标赋值方法，采用分级赋值的间接量化法，具体包括以下步骤：
[0089]
从技术数据库中提取定性指标的所有取值集合和最佳取值范围；
[0090]
根据取值集合和最佳取值范围建立定性指标的分级标准；
[0091]
采用分级赋值的间接量化法，根据指标所属分级范围确定技术指标的赋值。
[0092]
确定各级评价因子的合理权重是通过邀请多位具有丰富经验的行业专家填写调查问卷，专家来源包括设计单位、建设单位、运营单位、管理单位和科研院所，共计超过30人。通过统计分析和专家咨询从而获取权重。
[0093]
s3.对指标权重和指标赋值使用matlab计算软件通过数学编程语言进行建模运算，从而获取各项指标的最终分值，获得评估对象的评估结果；
[0094]
其中s3中包括以下步骤：
[0095]
对于某个评估对象来说，各指标的最终分值为该指标对应的“最终权重”与该指标赋值并处理后所得分值的乘积；
[0096]
该评估对象定量评估的最终分值为各指标的最终分值之和，满分为100分。；
[0097]
根据评估指标体系和各指标的最终分值，可统计不同级别指标的分值，如“技术”分值、“经济”分值等，方便同一评估对象和不同评估对象之间进行各类别指标分值的横向和纵向比较；
[0098]
各层级指标分值计算完毕之后，可方便得识别低分值指标。例如，对于某一污泥深度脱水工程，其“负荷率”指标得分较低，根据“性能”下设的各单元负荷率指标分值，可方便地识别低分指标，该指标对应的单元即为系统整体处理能力方面的制约性单元；同样，根据“性性”下设的各单元性能指标分值，可方便地识别低分指标，该指标对应的单元即为对系统连续运行影响较大的高故障单元。上述过程可通过图表辅助表达。
[0099]
s4.通过对某一评估对象或多个评估对象各指标的最终分值进行分析，获取有效信息。
[0100]
对于专项技术工程(如污泥深度脱水)的评估来说，通过对某一评估对象或多个评估对象各指标分值进行分析，获取的有效信息包括以下几方面：
[0101]
评估对象的系统功能和整体性能水平；
[0102]
评估对象在处理能力、处理连续性、运行成本、二次污染控制等方面的优势、短板和优化空间；
[0103]
不同评估对象整体水平差异，共性问题，以及各自的特征优势和短板。
[0104]
以上信息便于决策者或管理人员以同样的衡量标准去快速、客观、全面和有针对性地认识评估对象或比较评估对象。更进一步，可根据评估结果中所关注的指标进行更深入的考察，以获取更多信息。
[0105]
最后，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：

1.一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.采用层次分析法，筛选污泥深度脱水工程评估专用指标；s2.对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值，通过统计分析和专家咨询确定各级评价因子的合理权重；s3.对指标权重和指标赋值使用matlab计算软件通过数学编程语言进行建模运算，从而获取各项指标的最终分值，获得评估对象的评估结果；s4.通过对某一评估对象或多个评估对象各指标的最终分值进行分析，获取有效信息。2.如权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述s1中的泥深度脱水工程评估专用指标包括定量指标和定性指标，所述定量指标包括脱水污泥含水率、减量化率、药剂投加率、挥发性固体去除率、资源化处理率、负荷率、运行率、停线率、脱水处理率、板框机脱水污泥泥饼脱落率、单位投资成本、能量消耗成本、药剂消耗成本、产物处置成本、单位占地处理率、生产区臭气排放强度、生产区噪声强度、生产区污废水污染强度、生产区固体废物排放量和碳排放。3.如权利要求2所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述定性指标包括脱水调理药剂对污泥处理处置的影响、脱水调理药剂对污泥资源化价值的影响、生产区臭气污染风险、脱水药剂潜在风险和脱水污泥潜在风险、区域公众接受度和产物资源利用潜力。4.如权利要求3所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述s2中对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值分为定量指标赋值方法和定性指标赋值方法；所述定量指标赋值方法包括以下步骤：在技术数据库中提取定量指标的标杆值；通过归一化算法得到评估对象该项指标的取值。5.如权利要求4所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述归一化算法包括线性归一化赋值方法、离差归一化赋值方法和非线性指数归一化赋值方法。6.如权利要求5所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述线性归一化赋值方法如下式(1)所示：所述离差归一化赋值方法如下式(2)所示：所述非线性指数归一化赋值方法如下式(3)所示：其中：f
ij
——第j个评估对象在第i个指标的赋值结果；c
ij
——第j个评估对象在第i个指标的初始值；s
i
——第i个指标的标杆值；min
i
——第i个指标的最劣值。
7.如权利要求4所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述定性指标赋值方法包括以下步骤：从技术数据库中提取定性指标的所有取值集合和最佳取值范围；根据取值集合和最佳取值范围建立定性指标的分级标准；采用分级赋值的间接量化法，根据其指标所属分级范围确定技术指标的赋值。8.如权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述s3中包括以下步骤：各指标的最终分值为指标对应的最终权重与指标赋值并处理后所得分值的乘积；评估对象定量评估的最终分值为各指标的最终分值之和，满分为100分；根据评估指标体系和各指标的最终分值，统计不同级别指标的分值；各层级指标分值计算完毕之后，识别低分值的指标。9.如权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，其特征在于，所述s4获取的有效信息包括以下几方面：评估对象的系统功能和整体性能水平；评估对象在处理能力、处理连续性、运行成本和二次污染控制方面的优势、短板和优化空间；不同评估对象整体水平差异、共性问题以及各自的特征优势和短板。

技术总结

本发明公开一种用于污泥深度脱水应急工程的定量评估方法，该定量评估方法包括以下步骤：采用层次分析法，筛选污泥深度脱水工程评估专用指标；对污泥深度脱水工程评估专用指标赋值，确定各级评价因子的合理权重；对指标权重和指标赋值使用MATLAB计算软件进行建模运算，从而获取各项指标的最终分值，获得评估对象的评估结果；对各指标的最终分值进行分析，获取有效信息。该定量评估方法能够快速、便捷地了解到污泥深度脱水应急工程的各项技术指标，便于决策者或管理人员快速、客观、全面和有针对性地认识评估对象或比较评估对象，以获取更多污泥深度脱水应急工程的信息。更多污泥深度脱水应急工程的信息。更多污泥深度脱水应急工程的信息。