水處理MBR工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新路徑研究

楊學(xué)貴 楊瑞晨

[摘 要]未來(lái)水處理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是低碳技術(shù)經(jīng)濟(jì)，用最低的能耗減少環(huán)境污染，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)路徑，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度找出MBR工藝污水廠能耗較高的真正原因，將生反池多余的風(fēng)量分流一部分到膜池作為補(bǔ)償，降低膜池風(fēng)機(jī)風(fēng)量，節(jié)能降耗，已經(jīng)取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

[關(guān)鍵詞]MBR工藝;節(jié)能降耗;技術(shù)經(jīng)濟(jì);創(chuàng)新

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.059

[中圖分類(lèi)號(hào)]X703[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673-0194（2020）18-0-02

0? ? ?引 言

2016年4月，175個(gè)國(guó)家在涉及全球氣候變化的《巴黎協(xié)定》簽署協(xié)定，為2020年后全球應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)做出安排。能源消耗將在很大程度上決定可持續(xù)工藝未來(lái)的發(fā)展。城市污水處理是高能耗行業(yè)，美國(guó)城市污水處理電耗占全社會(huì)總電耗的3%以上。有學(xué)者對(duì)我國(guó)城市污水處理廠經(jīng)濟(jì)績(jī)效進(jìn)行定量研究分析得出結(jié)論：資本對(duì)我國(guó)城市污水處理廠的產(chǎn)出彈性最大，其次是運(yùn)營(yíng)電耗。膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor，MBR）

工藝具有占地面積小、設(shè)備緊湊、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。然而MBR工藝運(yùn)行能耗較高，運(yùn)行成本攀升，需加強(qiáng)對(duì)MBR經(jīng)濟(jì)性的研究（如能耗等）。如浸沒(méi)式MBR有利于解決能耗問(wèn)題，運(yùn)行能耗為0.6～2.0 kW·h/m3。本文以某污水廠MBR工藝為例，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)路徑，降低能耗與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本。

1? ? ?技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)技術(shù)方案或措施滿足需要的程度，可以挖掘企業(yè)材料、設(shè)備利用和生產(chǎn)組織方面的潛力。

1.1? ?基本情況

某污水廠1997年建成投運(yùn)，原用間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ICEAS）工藝，2010年為提升出水水質(zhì)，開(kāi)始應(yīng)用MBR工藝，成為云南第一家也是最大的一家應(yīng)用MBR工藝的污水廠，日處理6×104 m3，出水執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)。

1.2? ?能耗狀況

國(guó)家“十二五”水專(zhuān)項(xiàng)課題“昆明市老運(yùn)糧河水環(huán)境改善關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范——昆明污水廠開(kāi)展MBR節(jié)能示范

工程”要求該廠能耗在2011年0.61 kW·h/m3的基礎(chǔ)上降低10%。

1.3? ?以工藝流程為基礎(chǔ)單元的精細(xì)化技術(shù)分析路徑

為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)以工藝流程單元精細(xì)化分析為路徑，進(jìn)行精細(xì)管理是大勢(shì)所趨。在企業(yè)內(nèi)部組織生產(chǎn)也有費(fèi)用，即企業(yè)的組織成本。企業(yè)既要協(xié)調(diào)分工，也要進(jìn)行資源配置。

1.3.1? ?工藝流程

污水處理工藝流程圖如圖1所示。

1.3.2? ?工藝流程能耗

膜設(shè)備間及生反系統(tǒng)，兩項(xiàng)占總能耗的81%，具體如圖2所示。

1.3.3? ?各工藝設(shè)備功耗

由表1可知，生反系統(tǒng)及膜設(shè)備間能耗大的真正影響因子是好氧風(fēng)機(jī)、膜池風(fēng)機(jī)。

2? ? ?技術(shù)可行性

①生反系統(tǒng)風(fēng)量過(guò)大，造成能耗浪費(fèi)，企業(yè)可加以利用;②膜設(shè)備有減少運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)的可能;③生反系統(tǒng)風(fēng)機(jī)1用2備，運(yùn)行臺(tái)數(shù)不能減少;膜設(shè)備風(fēng)機(jī)2用1備，有減少的可能;④生反池風(fēng)壓大于膜池風(fēng)壓，為利用生反池風(fēng)量提供了可能。

3? ? ?具體實(shí)施技術(shù)方案

①建立連通閥門(mén)，將生反池的風(fēng)量分流至膜池;②提高單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，減少風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，運(yùn)行最佳的風(fēng)量;③項(xiàng)目實(shí)施后出水水質(zhì)良好。出水水質(zhì)是考量污水廠運(yùn)行效果的首要因素。項(xiàng)目實(shí)施后，COD、BOD、TN、TP、NH3-N等各項(xiàng)出水指標(biāo)，優(yōu)于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)良好。

4? ? ?技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，即人們?cè)趯?shí)現(xiàn)技術(shù)方案時(shí)，輸入的勞動(dòng)耗費(fèi)與輸出的有用價(jià)值之間的比值，可用E表示，即，其中，E指技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，V指使用價(jià)值，C指勞動(dòng)耗費(fèi)。此項(xiàng)目實(shí)施中，投入很少的勞動(dòng)耗費(fèi)C，取得的V很大，E>1。

具體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果如表2所示，以2013年為基數(shù)與2015年對(duì)比（按0.63元/kW·h，5.67萬(wàn)m3/d），每年節(jié)約電費(fèi)157萬(wàn)元。企業(yè)管理水平得到提升，企業(yè)創(chuàng)造力增強(qiáng)。

5? ? ?結(jié) 語(yǔ)

①M(fèi)BR工藝首要是膜系統(tǒng)和生反系統(tǒng)的節(jié)能降耗，方案得到了推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。②技術(shù)經(jīng)濟(jì)路徑精細(xì)化管理是大勢(shì)所趨，未來(lái)水處理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是低碳技術(shù)經(jīng)濟(jì)。③在產(chǎn)品同質(zhì)化十分嚴(yán)重的今天，誰(shuí)擁有了技術(shù)優(yōu)勢(shì)及成本優(yōu)勢(shì)，誰(shuí)就能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。

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