当前的世界环境

简介

在苏西洛·班邦·尤多诺(Susilo Bambang Yudhono)政府时代(2009-2014)，由于拥有自然资源，南苏门答腊省将被发展成为印尼西部地区新的经济增长中心。这一承诺得到了Banyuasin地区政府政策的支持，该政策是南苏门答腊省的地区政府之一，它制定了当地法规，Banyuasin地区25/2009法规，将Tanjung Api-Api (TAA)的8000公顷湿地区域合法化为新的工业区。与许多地方的经验类似，由于水文循环的破坏，工业区域的增长将减少水的数量和质量。它还会减少森林生态系统的植被和生物多样性。但是，如果所有多方利益相关方都致力于实现联合国提出的可持续发展目标(SDGs)，我们仍然有机会将污染降到最低。¹

我们知道，早在可持续发展目标之前，托马斯·马尔萨斯就用他的著名论断来表达环境问题:“人口在不受控制的情况下，以几何比例增长。”生存的增长只是一个算术比例。”²随着英国工业革命(1750-1870)的工业化在世界范围内的蔓延，它的复杂性也在不断发展。^3.在19世纪^th本世纪以来，环境问题已被“增长的极限”所阐明⁴以及我们共同的未来。⁵联合国一直通过21世纪的千年发展目标(MDGs)和可持续发展目标(SDGs)来保护这一问题。^1、6

在21世纪，环境问题的复杂性向政府提出了挑战:(1)评估环境污染状况;(b)评估这种污染与人类福祉或生态系统的关系;(c)通过规章制度、经济奖励和/或培训、道德说服、宣传运动和与特定目标群体的合作合同安排来控制污染活动⁷．政府应该让非政府行为体(市场和社会)参与进来，因为环境问题是非常动态的，异质性的，地方性的但全球性的影响，不能由政府单独管理。各国政府可以选择各种政策手段，以最大限度地发挥其在保护环境方面的作用。⁸

从学术的角度来看，控制环境问题的手段之一是理解人类活动与物理环境、生物和社会的相互作用，体现在某些模型中。⁹在文学和现实中有很多的模型。它的发展是一个永无止境的过程，因为它一直在发展到现在。其中一种是环境敏感投资系统(ESIS)。¹⁰该模型的最终目标是为工业和政府部门或机构提供一种工具，根据既定的环境政策，评估资本密集型项目所涉的技术和经济问题。更具体地说，ESIS原型有助于找到符合技术健全和成本效益高的环境监管标准的废水管理替代方案。使用这一决策支助系统将提高管理人员和规划人员探讨各种备选办法所涉数量问题的能力。¹¹

在本文中，我们应用了ESIS框架来分析印尼南苏门答腊省Banyuasin地区TAA地区的污水处理厂设计。这项研究非常重要，因为选择合适的废水处理技术应该基于区域特定的综合因素，如土地可用性、废水质量、预期的成品水质、社会经济因素和地方和省级法规¹²．

材料与方法

本研究采用定量方法进行指导。由于与TAA地区的相似性，我们选择了Banyuasin地区的gasasing地区作为一次和二次数据的收集地点。例如，Gasing地区拥有农产工业(如橡胶、棕榈油和椰子)，其自然景观与TAA地区没有太大区别。表1总结了本研究将收集的地点、时间和数据类型。¹⁰

表1:研究数据的地点、时间和类型

地点和研究时间	一手和二手数据
Banyuasin区Gasing地区的几个污水农业工业，如橡胶，棕榈油和椰子油(2009年11月- 12月)	原始数据，化学:(a)有机废物(脂肪油);(b)非有机废物(pH值、生化需氧量、化学需氧量);(c)废物浓度。 原始数据，物理:(a) TSS;(b)污水处理厂的容量;(c)废物排放
注:所有数据均在南苏门答腊省环境署(BLH)环境实验室进行分析。

本研究分两个阶段进行。在第一阶段，我们收集了煤气地区几个农用工业污水处理厂的废水的理化参数。所有数据将与《液体废物质量标准》(LWQS)中的值进行比较(见表2)。我们采用复合技术(在水深0.5米的水面)。¹³收集废料样品。

表2:南苏门答腊几种农用工业的液体废物质量标准(LWQS)

废水排放量(m)3./吨)	废液质量标准 最大含量(mg/l)/最大负荷(kg/吨)
	生化需氧量5	鳕鱼	TSS	O & g	N-Tot	阿宝4	苯酚
轮胎(40)	60/2 4	200/8	100/4	-	10/0, 4	-	-
橡胶(40)	100/4	250/10	100/4	-	25/1, 0	-	-
Soap (8)	75/0, 60	180/1.44	60/0, 48	15/0, 12	-	2/0,016	-
洗涤剂(1)	75/0,075	180/1, 18	60/0, 06年	15/0,015	-	2/0.002	-
胶合板(0,3)	75/0, 0225	125/0, 0375	50/0,015	-	4/0, 0012	-	0 25/0 0007人
橡胶制工具(40)	60/2 4	200/8	100/4	-	10/0, 4	-	-
椰子油(25)	75/1,875	180/4 50	60/1.50	5/0,375	-	2/0, 05年	-
棕榈油(2,5)	100/0, 25	350/0, 88	250/0, 63	25/0,063	50/0,125	-	-
咖啡(40)	75/3 0	200/8, 0	100/4 0	20/0, 8	-	-	-
资料来源:2005年《南苏门答腊岛总督第18号工业液体废物质量标准条例》

分析了煤气地区农用工业几种污水排放的BOD、TSS和X。我们在白天收集污水处理厂运行过程中的废水样本，并将其存储在提供的空间中。这些数据在南苏门答腊岛环境署环境实验室进行了分析，并与LWQS数据进行了比较(见表2)。¹⁰

根据各处理阶段的物料平衡计算，对TAA区域进行污水处理设计，即:(a)一级处理(一级澄清池、污泥浓缩池、溢出池和平衡池);(b)二级处理(二级澄清池、曝气池、污泥混合和污泥脱水)。我们预期TSS的最终结果应该低于LWQS值。在一级和二级处理中，我们遵循由Fels和Lycon(1995)开发的算法、变量、常数和单位。¹⁰

表3:燃气区农工业污水处理参数

WWTP入渗	参数	采样频率
橡胶，棕榈油，椰子油	Q, TSS, BOD和X	每一类参数一次

在第二阶段，我们通过模拟一、二次处理变量，比较了三种WWTP模型(气体WWTP、TAA WWTP和理论WWTP)。在这个模拟中，每个变量的范围遵循Fels & Lycon (1995)¹⁰数据。我们的目标是得到每个处理单元的尺寸，可以作为TAA废水处理的参考(例如，Q₁/一个₁h, t, q_E4/一个_R4， r4)。我们正在寻找释放TSS值低于LWQS农工业阈值的WTTP。仿真数据见表4。

表4:用于模拟的WWTP变量

可变气体WWTP, TanjungApi-Api (TAA) WWTP，和理论WWTP	参数
一级澄清器过流量Q1/一个1，	TSS
汀基一、二次澄清器，H	TSS
曝气池温度T一个澄清池温度Tc	TSS
二级澄清器过流浓度QE4/一个R4	TSS
反应器中平均MLSS生物固体, XE4	TSS
在反应器中的停留时间r4	TSS

结果与讨论

在加气区，橡胶工业污水出口产生的TSS (125 mg/l)和BOD (64,1 mg/l)超过LWQS值。对于棕榈油行业，其污水出口排放TSS (220 mg/l)和BOD (89,9 mg/l)均低于LWQS值。然而，它的距离并不太远。同时，椰子油工业废水处理厂的TSS (83 mg/l)和BOD (69,9 mg/l)值表明其废水处理厂没有正常运行(见图1)。

图1:气体污水处理厂的进水污水 点击这里查看图

在第二阶段，我们分析并计算了TAA污水处理厂各阶段(预处理、一级处理和二级处理)的质量平衡。图2显示了作为初级处理输入的gasasing WWTP样本数据。

图2:气体污水处理厂的污水数据 点击这里查看图

一级处理的早期阶段是一级澄清，目的是分离废水和污泥。通过物理和化学过程，一级澄清剂将形成两个区。化学工艺采用混凝技术，添加碳酸钙_3.．在这个过程中，我们保持废水的pH值在6,5到8,5之间。图3、图4、图5为初步处理结果。

二级处理中，活性污泥来自平衡池。我们向反应器中注入空气、氮和磷，以触发厌氧过程。废水排入河流，污泥流向污泥混合和污泥脱水。在污泥脱水过程中注入聚合物，使污泥产生更多的沉淀。所有污泥脱水产生的污泥将被收集并保存到清除设施中。二次处理计算结果如图6 -图9所示。同时，图10显示了各处理废水排放计算的质量平衡。

图3:一级澄清器的计算结果 点击这里查看图

图4溢出池计算结果 点击这里查看图

图5均衡池计算结果 点击这里查看图

图6:二次处理计算结果 点击这里查看图

图7污泥浓缩机的计算结果 点击这里查看图

图8污泥混合器的计算结果 点击这里查看图

图9污泥脱水计算结果 点击这里查看图

图10:废水排放的物料平衡 点击这里查看图

如果我们比较TAA废水处理厂和gasasing废水处理厂出水中E5的TSS和BOD值，那么我们的模拟表明TAA废水处理厂产生的TSS和BOD低于LWQS。该模拟使用的数据来自Fels & Lycon (1995)¹⁰实验(见表5)。尽管气区废水的数量和质量低于各行业的LWQS阈值，但其值接近TSS所示的LWQS限值(橡胶:85 mg/l;棕榈油:213毫克/升;椰子油:53毫克/升)和BOD(橡胶:41毫克/升，棕榈油:98毫克/升;椰子油:69毫克/升)的价值。另外，棕榈油和椰子油行业的固体废物中含有大量的有机化合物，因此需要较长的时间来分解。

表5:气体污水处理厂和TAA污水处理厂出水TSS和BOD分析结果

出水废水参数	农用工业污水处理厂，与Q影响(吨/天)
	充气WWTP			TAA WWTP(2.371)
	橡胶、(1600)	棕榈油，(603)	椰子油，(163)
TSS, mg / l	85/100 *	213/250 *	53/60 *	87年,16/200 *
BOD, mg / l	41/60 *	98/100 *	69/75 *	32 * 19/50
(*) mg/l/负载或kg/吨(最大)，根据2005年南苏门答腊岛总督第18号《工业废液质量标准(LWQS)条例》

图11:气体污水处理厂和TAA污水处理厂出水TSS和BOD分析结果 点击这里查看图

此外，我们将解释Q₁/一个₁TAA污水处理厂和气体污水处理厂(橡胶、棕榈油和椰子油)一级澄清器的模拟值。我们把这些污水处理厂的输出称为污水(E5)。使用Fels & Lycon(1995)实验数据进行模拟的范围值。仿真结果为TAA污水处理厂的开发提供了最佳的模型参考。在此模拟中，当TSS不超过LWQS值，且释放入河安全时，得到最佳模型。如表6所示，根据我们的模拟，TAA WWTP设计的最佳模型为:TSS (78,16 mg/l)， Q₁/一个₁范围值(20,25米)^3./ m²Q(2.371吨/天)。由于各个行业废水处理管理的不同，TSS得到了不同的结果。例如，Gasing地区的农业工业(a)没有将一次处理的污泥沉淀到污泥浓缩机中，使污泥不能完全分离，(b)一次处理没有经过溢出池，使许多污泥进入下一个工艺。

表6:一级澄清器Q1/A1模拟结果

问1/一个1， 米3./ m2人力资源	气体排放污水处理厂TSS			TAA污水处理厂TSS
	橡胶	棕榈油	椰子油
10，00	209	227	218	105年,29
20、25	183	215	196	87年,16
30日00	-	-	-	74年,89年
50,00	-	-	-	58岁的12

如果我们将TAA废水处理与加气地区的废水处理进行比较，我们发现TAA废水处理可以减少TSS高达每天52,37%(橡胶)，59,46%(棕榈油)和55,53%(椰子油)。这说明TAA污水处理厂能够有效地保护湿地生态系统免受农用工业废水的污染。初处理模拟结果表明，Q₁/一个₁10-50米之间^3./ m²/天，其中TAA WWTP的范围值为Q₁/一个₁> 50米^3./ m²/天，则TSS在流出物(E₅)释放到河里的水会更小。

对于二次处理模拟，我们的变异得到如下结果:(a) TAA污水处理厂二次处理溢流限值为Q_E4/一个_R4(第16 - 26页)^3./ m²/天，则安全状况为Q_E4/一个_R4< 16米^3./ m²人力资源;(b)模拟回收(X_R4)的流量为12.000 - 15.000 mg/l的变化为X的TAA污水处理厂提供了安全条件_R4< 10.000 mg/h;(c)变异X_E4在2.500 - 5.000 mg/l之间产生X_E4> 5000 mg/l;(d)停留时间(r₄)在反应器中制备14 - 22小时，然后r₄对于TAA, WWTP为r₄< 14小时。根据这些结果，我们可以说，如果Q_E4/一个_R4< 16米^3./ m²人力资源,_R4< 10.000 mg/小时，X_E4> 5000 mg/l, r₄< 14 h时，TAA WWTP产生的TSS较小。TAA污水处理厂一级和二级处理的数据模拟见表7。

表7:污水处理厂一级和二级处理数据变量

单位	TAA WWTP范围	与理论WWTP值: TAA废水处理:TSS (87,16 mg/l)和污泥(719,21 mg/l)
		TSS	污泥	TSS	污泥	TSS	污泥
问1/一个1,米3./ m2/天	问1/一个1> 50	10		30.		50
		105年,29	856年,81年	74年,89年	626年,13	58岁的12	498年,85年
问E4/一个R4,米3./ m2/天	问E4/一个R4< 16	16		20.		26
		87年,16	719年,21	93年,47	718年,78年	102年,93年	718年,14
XE4,毫克/升	XE4 > 5000	2.500		4000		5000
		91年,75年	744年,90年	77年,99年	671年,64年	68年,81年	68年,81年
XR4,毫克/升	XR4 < 10.000	10.000		13.000		15.000
		80年,28	682年,42	88年,22岁	725年,16	91年,74年	745年,65年
r4,小时	r4 < 14	14		16		22
		87161年	719年,21	87162年	719年,21	87166年	719年,21
注:继Fels和Lycon(1995)之后的一级和二级处理中单位和变量的限制10实验。

通过采用ESIS模型进行人工计算，发现东城区的污水排放量(Q)₅每天排入河流的总量可达吨，TSS含量为87.16毫克/升，BOD含量为32.19毫克/升。污泥脱水产生的TSS高达724,28 mg/l/d，沉淀到污泥去除设施中。虽然在E₅和S₅仍然含有污泥，但为了避免新的污染，这些污泥可以转化为更有价值的产品。同样的作用也可应用于污泥的二次处理(E5)。如果我们将TAA废水处理与加气地区的废水处理进行比较，我们发现TAA废水处理可以减少TSS高达每天52,37%(橡胶)，59,46%(棕榈油)和55,53%(椰子油)。这说明TAA污水处理厂能够有效地保护湿地生态系统免受农用工业废水的污染。在此基础上，我们建议(a)开展基线研究，对松盖特朗河和加色河的理化参数进行调查是非常重要的。这项基线研究将作为初步参考，以确定TAA污水处理厂对其环境的影响;(二)对于政府和工业而言，我们需要采取具体行动，利用煤气区的污泥进行盈利活动。

综上所述，我们的研究表明环境问题仍然是工业发展的重要问题，特别是在印度尼西亚的南苏门答腊。地方政府需要运用多种方法来管理它。研究表明，生态环境管理模型是协助地方政府加强环境保护职能的合适模式。但是，在未来，我们需要注意将混合方法应用于工业园区污水处理分析的可能性。

确认

本研究由Bina Darma大学资助，合同编号:006/SPK/LPPM/Univ-BD/VII/2011, 04/08/2011。我们要感谢所有支持这个项目的人。

参考

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