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      【重磅】最新權(quán)威研究表明:MBR工藝并非可持續(xù)污水處理技術(shù)!

       豐年雪好大 2016-06-10

      北京建筑大學(xué)郝曉地教授團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表在《中國(guó)給水排水》雜志的論文“

      MBR工藝可持續(xù)性能量化評(píng)價(jià)”,通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?,得出結(jié)論:“MBR從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)并不是一種可持續(xù)性工藝。究其原因,主要是過(guò)高的能耗與運(yùn)行成本完全掩蔽了其在良好出水水質(zhì)與緊湊占地方面的優(yōu)勢(shì)”。這一觀點(diǎn),無(wú)疑為當(dāng)今火熱的MBR工藝潑了一瓢降溫的冷水。

      論文參照污水處理工藝選擇一般性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行建模,考慮三方面內(nèi)容:

      1)投資與運(yùn)行費(fèi)用,主要包括基本建設(shè)與運(yùn)行管理費(fèi)用;

      2)運(yùn)行效果及其穩(wěn)定性,涵蓋工藝對(duì)涉及污染物的去除效果、工藝運(yùn)行穩(wěn)定性、工藝運(yùn)行管理復(fù)雜性等指標(biāo);

      3)工藝資源回收與利用程度,主要考量工藝對(duì)資源的回收與利用能力。

      論文從以上三個(gè)維度進(jìn)行建模,對(duì)MBR可持續(xù)性能評(píng)價(jià)指數(shù)(SI)進(jìn)行了建模?;緮?shù)據(jù)及結(jié)論如下:

       

       國(guó)內(nèi)部分MBR工藝基建費(fèi)用

      污水處理廠名稱

      采用工藝

      基建費(fèi)用

      (/m3·d)

      江蘇無(wú)錫碩放污水處理廠

      A2/O MBR工藝

      4 300

      江蘇無(wú)錫梅村污水處理廠

      A2/O MBR工藝

      3 100

      江蘇無(wú)錫新城污水處理廠

      A2/O MBR工藝

      3 300

      北京石景山萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)

      MBR工藝

      4 100

      湖南省某高速公路生活污水

      MBR工藝

      3 067

      平均基建投資

      -

      3 500



      部分國(guó)內(nèi)外MBR工藝污水處理廠運(yùn)行狀況


      污水處理廠

      規(guī)模

      (萬(wàn)m3/d)

      出水水質(zhì)

      備注

      North Las Vegas,美國(guó)內(nèi)華達(dá)州

      11.4

      0.1 mg P/L TP,0.3 mg N/L (NH4 –N,月最大值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2011年運(yùn)行

      廣州京溪污水處理廠

      10

      2 mg N/LNH4 –N

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2010年運(yùn)行

      Yellow River,Gwinnett Co.,美國(guó)喬治亞州

      8.3

      0.3 mg P/L TP,1 mg N/L (NH4 –N月最大值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2011年運(yùn)行

      Ballenger,Frederick Co., 美國(guó)馬里蘭州

      7.6

      3 mg N/LTN,0.3 mg P/L TP,年平均值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2013年運(yùn)行

      無(wú)錫城北污水處理廠四期工程

      5.0

      0.5 mg N/LNH4 –N

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2010年運(yùn)行

      Cox Creek, AnnArundel Co.,美國(guó)馬里蘭州

      4.5

      3 mg N/LTN,0.3 mg P/L TP年平均值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2013年運(yùn)行

      Broad Run,Loudoun Co., 美國(guó)弗吉尼亞

      4.2

      3 mg N/LTN, 0.1 mg P/L TP,年平均值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2008年運(yùn)行

      Henderson, 美國(guó)內(nèi)華達(dá)州

      3.4

      0.2  mg P/LTP,未來(lái)0.1 mg P/L), 10 mg N/L

      TN,最大值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2012年運(yùn)行

      Spokane Co., 美國(guó)華盛頓州

      3.2

      10 mg N/LTN, 0.05 mg P/L TP)(四月至十月)

      生物脫氮、化學(xué)磷,2012年運(yùn)行

      Redlands, 美國(guó)加州

      2.5

      0.1 mg N/LNH4 –N

      生物脫氮,2004年運(yùn)行

      Traverse City, 美國(guó)密歇

      3.2

      1 mg N/LNH4 –N,0.5  mg P/LTP,月最大值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2004年運(yùn)行

      Gippsland,Traralagon, VIC,澳大利亞

      1.5

      4 mg N/L

      TN, 1  mg P/L

      TP,月最大值)

      生物脫氮除磷、化學(xué)強(qiáng)化,2011年運(yùn)行

      Clovis, 美國(guó)加州

      1.06

      0.1 mg N/LNH4 –N, 8 mg N/L TN

      生物脫氮,2009年運(yùn)行



      不同區(qū)域/城市MBR工藝占地效益因子(ξ)


             規(guī)模

      分區(qū)

      特大城市

      大城市

      中、小城市

      一區(qū)

      1.00 ~ 1.40

      1.40 ~ 1.80

      1.80 ~ 2.10

      二區(qū)

      1.40 ~ 1.70

      1.70 ~ 2.10

      2.10 ~ 2.40

      三區(qū)

      1.60 ~ 2.00

      2.00 ~ 2.30

      2.30 ~ 2.67

      注:1. 城市大小界定范圍參考國(guó)內(nèi)關(guān)于城市人口數(shù)量區(qū)分城市大小標(biāo)準(zhǔn);2. 分區(qū)界定參考國(guó)內(nèi)對(duì)全國(guó)省份劃分布局分區(qū)標(biāo)準(zhǔn);3. 某些特定城市,因其長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,可相應(yīng)調(diào)整適合的ξ值大小。



      部分國(guó)家傳統(tǒng)工藝能耗值


      國(guó)

      德國(guó)

      英國(guó)

      西班牙

      美國(guó)

      澳大

      利亞

      荷蘭

      中國(guó)

      平均能耗

      (kWh/m3)

      0.67

      0.64

      0.53

      0.45

      0.39

      0.36

      0.29



      國(guó)內(nèi)部分污水處理廠能耗值


      污水處理廠名稱

      規(guī)模

      (萬(wàn)m3/d)

      能耗

      (kWh/m3)

      備注

      北京航天城污水處理廠

      0.72

      0.283

      無(wú)污泥消化

      上海西區(qū)污水處理廠

      1.2

      0.218

      上海曹楊污水處理廠

      2.0

      0.232

      上海東區(qū)水質(zhì)凈化廠

      3.4

      0.395

      西安北石橋污水處理廠

      15

      0.280

      北京高碑店污水處理廠

      50

      0.150

      有污泥消化

      天津紀(jì)莊子污水處理廠

      26

      0.162

      太原北郊污水處理廠

      1.4

      0.255



      不同污水處理廠應(yīng)用MBR工藝升級(jí)改造前、后能耗值


      污水處理廠名稱

      規(guī)模

      (萬(wàn)m3/d)

      能耗(kWh/m3)

      能源消耗指標(biāo)

      ECI

      2/1

      改造前(1

      改造后(2

      江蘇無(wú)錫碩放污水處理廠

      2

      0.30

      0.70

      2.33

      江蘇無(wú)錫梅村污水處理廠

      3

      0.35

      0.60

      1.71

      江蘇無(wú)錫新城污水處理廠

      3

      0.21

      0.65

      3.10


      一區(qū)特大城市和三區(qū)中小城市部分模型參數(shù)確定


      工藝所處地域

      參數(shù)

      選取依據(jù)

      數(shù)值

      一區(qū)

      特大城市

      ξ

      城市發(fā)展緊湊,用地緊張,占地優(yōu)勢(shì)效益明顯

      1.00

      ECI

      污水處理廠采用新型節(jié)能MBR技術(shù)

      3.00

      α

      建設(shè)污水處理廠資金流較為充足

      0.20

      β

      污水處理廠出水執(zhí)行較高標(biāo)準(zhǔn)

      0.40

      γ

      污水處理廠建設(shè)提倡“節(jié)能減排、資源回用”理念

      0.40

      三區(qū)

      中小城市

      ξ

      城市土地資源充裕,用地充足,占地優(yōu)勢(shì)效益甚微

      2.67

      ECI

      污水處理廠采用新型節(jié)能MBR技術(shù)

      3.00

      α

      建設(shè)污水處理廠資金流稍有不足

      0.40

      β

      污水處理處理廠出水執(zhí)行較低標(biāo)準(zhǔn)

      0.20

      γ

      污水處理廠建設(shè)提倡“節(jié)能減排、資源回用”理念

      0.40



      可持續(xù)性能評(píng)價(jià)結(jié)果

      不同區(qū)域/城市MBR工藝可持續(xù)性能評(píng)價(jià)指數(shù)(SI)計(jì)算結(jié)果

      對(duì)MBR工藝產(chǎn)生的可持續(xù)性能評(píng)價(jià)指數(shù)(SI)模型計(jì)算結(jié)果顯示,MBR工藝較傳統(tǒng)工藝來(lái)說(shuō)在可持續(xù)性方面表現(xiàn)不佳,或者說(shuō),MBR從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)并不是一種可持續(xù)性工藝。究其原因,主要是過(guò)高的能耗與運(yùn)行成本完全掩蔽了其在良好出水水質(zhì)與緊湊占地方面的優(yōu)勢(shì)。著眼于可持續(xù)角度,MBR工藝要想取得持久性發(fā)展,對(duì)無(wú)污染、不堵塞膜材料的突破性研發(fā)無(wú)疑將是根本性命題。否則,MBR工藝遲早會(huì)被與它有著相同優(yōu)勢(shì)而能耗又低的好氧顆粒污泥技術(shù)所取代

      郝曉地教授簡(jiǎn)介:

      專業(yè)職稱:北京建筑大學(xué)市政工程系主任、學(xué)科帶頭人,2007年起任《中國(guó)給水排水》雜志編委,2010年起被選拔為北京

      市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教計(jì)劃“高層次人才資助計(jì)劃”資助對(duì)象;2009年9月被北京市教工委授予“首都教育先鋒科技創(chuàng)新個(gè)人”稱號(hào)。學(xué)科方向:市政/環(huán)境工程;研究方向:污水生物脫氮除磷技術(shù);污水處理數(shù)學(xué)模擬技術(shù);可持續(xù)環(huán)境生物技術(shù)。國(guó)際聯(lián)系:國(guó)際水協(xié)(IWA)會(huì)員,2010年7月起任國(guó)際水協(xié)(IWA)學(xué)術(shù)期刊——《Water Research》編輯(Editor)。 先后承擔(dān)國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展(863)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目等國(guó)家和地方科研項(xiàng)目。


      部分內(nèi)容轉(zhuǎn)載自中國(guó)給水排水雜志,并得到郝曉地教授授權(quán)。


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