膜生物反应器在污水处理中的应用展望
MBR在中水回用中的经济分析
应用于中水回用系统的MBR工艺(规模为25-100m3/d)的一次性投资为3500-4000元/m3,膜组件的费用占25%左右,以十年计的设备折旧成本(上建与设备材料费用,不含膜组件)为0.68-0.83元/m3,膜的更换费用(以两年计)为1.0元/m3,运行费为0.3-0.5元/m3,其总运行费为2.0-2.3元/m3由于膜价格还有相当大的降价空间,据有关专家估算,在未来的3—5年内,膜价格有望降为目前的25—50%,那将大大降低MBR的一次性投资与膜的更换费用。随着膜价格的降低与使用寿命的延长,新型高效低能耗MBR的开发,MBR的运行总费用有望降低到1.5元/m3。
以膜生物反应器工艺的处理费用为例得出中水的产出效益:中水回用相当于节约等量新鲜水而创造的直接经济效益。以北京市2000年居民为供水价1.8元/m3计,而宾馆、洗车、洗浴等行业供水价为3.0—5.0元/m3,高于一般城市居民的自来水用水价格,而膜生物反应器总运行成本为2.3元/m3,单纯从经济利益上考虑目前对某些行业来说也是经济的。在现有自来水价偏低的情况下,自来水供水费及排污费仍有增加的趋势,因此可以预见,膜生物反应器作为污水回用技术将会愈来愈具有经济、技术上的竞争优势。
MBR的应用实例及前景分析
近一两年,膜生物反应器在国内已进入了实际应用阶段。1998年,大连大器公司设计的200m3/d的中水回用装置就己在大连投入运行;天津德人公司首先开发了重力淹没式MBR,该技术在2000年己应用于天津普辰大厦的中水回用系统,处理规模为25m3/d,该装置占地仅2.8m2,处理成本为1.05元/m3;上海荏原公司研究开发的PW系统己成功地应用于数十个行业的高浓度有机废水处理,规模从5m3/d至700m3/d不等;杭州华滤、哈尔滨鹭滨等公司在MBR开发应用方面都具有一定的竞争力。表8列举了一些MBR在我国的应用实例及处理效果。在南方地区,MBR目前主要应用于高浓度有机废水处理;而在天津、大连严重缺水的北方地区,MBR主要做为中水回用技术。
结论
我国人均水资源拥有量仅为2250m3/人.年,不足世界平均水平的1/4。在我国600多个城市中,有300余座城市缺水,真中严重缺水城市有100余个,年缺水量近60亿m3,每年因缺水造成经济损失约2000亿元人民币。华北地区人均水资源占有量只有250—480m3/人.年,低于全国人均水平的1/5,这一地区的所有城市几乎都面临缺水问题。因此污水回用是缓解华北平原水危机的重要措施之一。膜生物反应器技术以其优质的出水水质被认为是具有较好经济、社会和环境效益的节水技术而倍受关注。尽管还存在较高的运行费用问题,但随着膜制造技术的进步,膜质量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投资也会随之降低。如聚乙烯中空纤维膜,新型陶瓷膜的开发等已使其成本比以往有很大降低。另一方面,各种新型膜生物反应器的开发也使真运行费用大大降低,如在低压下运行的重力淹没式MBR、厌氧MBR等与传统的好氧加压膜生物反应器相比,其运行费用大幅度下降。因此,从长远的观点来看,膜生物反应器在水处理中应用范围必将越来越广。在水环境标准日益严格的今天,MBR已显示出其巨大的发展潜力,将是新世纪替代传统废水处理技术的有力竞争者。
目前我国在膜一生物反应器污水处理方面的应用实例尚少,需结合中国的经济发展水平和MBR工艺的特点,进一步加强研究以推动其工程化应用的进程,预计中水回用将是MBR在中国的推广应用的主要方向。
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