隨著膜制造技術的進步,膜質量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投資與運行費用也會隨之大幅度降低。如聚乙烯中空纖維膜等新型膜材料的開發已使其成本有很大降低。
根據污水水量、水質及處理難易程度的不同,MBR處理工業廢水的一次性投資通常在4000 ~10000 元/m3,應用于中水回用系統的MBR(規模為10~500 m3/d)的一次性投資為2500~5000 元/m3,處理規模越大,單位處理污水量的一次性投資越低。本文以處理規模為240 m3/d的回用系統做一初步的技術經濟分析。
1 不同MBR系統的費用分析
采取費用比較法進行3類MBR系統的經濟分析,它包括兩部分:MBR系統的工程建設費用及運行費用。
表1 MBR在我國的應用實例
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工程建設費用=基建費用(建筑工程費+設備購置及安裝費+不可預見工程費)+膜的購置費用。
運行費用=設備折舊費用(以10 a計)+膜更換費用+動力費用+其他費用(人員工資+維修清洗費 )。
3類MBR系統的建筑工程費和運行費用分別見表2,表3(技術設計費用均未考慮)。
從表2,表3可以看出:(1)3類MBR系統的一次性投資費用大小依次為:無機膜MBR>一體式MBR>分離式MBR;(2)運行費用大小依次為:無機膜MBR>分離式MBR>一體式MBR;
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注:處理規模240 m3/d。電費按0.5元/(kW·h)計。
(3)影響MBR系統運行費用的主要因素是動力費用與膜的更換費用。膜的更換費用是影響一體式MBR系統運行費用的關鍵因素;而動力費用是影響分離式MBR系統運行費用的關鍵因素。
在3種MBR系統的建筑工程費用中,一體式MBR與分離式MBR的一次性投資基本相當,而一體式 MBR的運行費用為分離式MBR的75%。我國是缺水國家,北方地區缺水更為嚴重,許多城市不得不采取限量供水和超量用水加倍收費等措施。因此,中水回用對于合理用水和節約水資源勢在必行。以北京市2000年供水價格為例,居民生活用水價格為1.8元/m3;賓館、洗車、洗浴等行業供水價格為3.0~5.0元/m3。一體式膜生物反應器總運行成本為1.9元/m3 ,用于中水回用具有明顯的競爭優勢。同時可節省水資源,具有環境效益和經濟效益。有廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。
2 影響MBR技術經濟評價的相關因素分析
目前,對MBR系統的技術經濟分析的結論存在較大的差別。主要是由于在MBR系統設計中,對膜的處理能力(膜通量)與膜使用壽命的估計存在很大的差別,直接影響對膜生物反應器的經濟評價。在表2中,一體式MBR(國產膜)膜通量設定為8.33 L/(m2·h),膜的使用壽命為2a,膜價格為150元/m2。下文僅討論膜通量、膜的使用壽命及膜價格的單因素變化對一體式膜生物反應器運行費用的影響,統計結果見圖1,圖2和圖3。
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從圖1~圖3可以得出:膜通量的提高、膜壽命的延長、膜價格的降低中任何單一因素的研究進展均會大幅度降低MBR的運行費用。隨著膜制造技術的進步,膜質量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投資與運行費用也會隨之大幅度降低。如聚乙烯中空纖維膜等新型膜材料的開發已使其成本有很大降低。據估算,膜還有相當大的降價空間,在未來的3~5 a內,隨著膜材料的改進和生產規模的擴大,膜價格有望降為目前的40%~60%。隨著膜性能的提高、使用壽命的延長與膜價格的降低,MBR的運行費用有望降低到1.0元/m3左右。來源:中國環保頻道