關于MBR技術在學校中水回用中的應用及經濟分析

摘要：中水回用是解決中國城市水資源短缺和水污染問題的重要手段之一，文章以學校污水為研究對象，利用MBR膜生物反應器技術對污水進行處理，實現校區中水回用。并通過對污水回用工藝技術特點和經濟技術進行分析，與傳統工藝相比，該工藝在中水回用處理中性價比高，值得大力推廣。

關鍵詞：中水回用：MBR膜反應器：經濟分析。

引言

水是地球上唯一不可替代的自然資源，我國水資源雖然很豐富，總儲量居世界第6位，約為2.81萬億m3[1]。但是中國水資源的分布極其不均勻，中國的人均水資源占有量低于500立方米，遠遠低于國際公認的人均所需1000立方米的臨界值。水資源不足，加上水體污染，水環境對我國的經濟社會發展嚴重制約，因此防治水污染，改善水環境刻不容緩。中水回用是實現污水資源化的直接措施，是解決缺水城市水資源危機的重要途徑之一。目前中水處理在技術上依據《建筑中水設計規范》進行設計，在該規范中，針對雜排水和生活污水，推薦了幾種物化、生化及其組合工藝流程。這些傳統的中水回用工藝存在著流程冗長、占地面積大、操作管理復雜等問題，制約了其發展。以一體化膜生物反應器以其占地小，設備簡單高效等優點開始應用于中水回用領域。

1、工程概況

文中以惠州某校區中水回用MBR項目為例，學校由幼兒園、小學、中學組成，師生總人數約7000人，最高日用水量為2000m3/d，總的用地面積166235平方米，另外學校里有綠地、景觀水池、景觀河等設置，按學校要求，污水經過MBR污水再生技術，達到回用目的。

2、學校中水來源及回用對象

1）、中水水源

4、工藝特點分析[3]：

根據出水水質情況，其出水已經達到中水回用要求，出水效果良好，達到預期要求。MBR工藝作為一種新型污水處理技術其擁有如下特點：

（1）出水水質好：能高效地進行固液分離，將廢水中的懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開，分離效果遠好于傳統沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除，出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準，可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。 同時，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷。

（2）處理負荷高，可去除氨氮及難降解有機物。由于微生物被完全截流在生物反應器內，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，系統硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間，有利于難降解有機物降解效率的提高。較大的水力循環，導致了污水的均勻混合，使一些大分子難降解有機物的停留時間變長，并得到分散，有利于它們的分解。由于SRT很長，，可使生物處理單元內生物量維持在高濃度，使容積負荷大大提高。

（3）操作方便， 占地面積小。生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節省；該工藝流程簡單、結構緊湊、省去二沉池占地面積省，不受設置場所限制，適合于任何場合。該工藝實現了水力停留時間（ HRT ）與污泥停留時間（ SRT ）的完全分離，運行控制更加靈活穩定，是污水處理中容易實現裝備化的新技術，可實現微機自動控制，從而使操作管理更為方便。

（4）剩余污泥量少。由于SRT很長，污泥濃度高，生物反應器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥濃縮池和污泥消化池，也節省了污泥處理的基礎投資和運行費用。

5、經濟分析

1）對膜的經濟分析：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[4]。

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。居民生活用水價格約為1.3～1.8元/m3；賓館、洗車、洗浴等行業供水價格為1.8～3.5元/m3。一體式膜生物反應器總運行成本為1.4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[5]。

1）對MBR整體工藝經濟分析：該工藝由于其具有出水水質好、運行穩定、節省占地面積等特點，與傳統的中水處理工藝（二級曝氣生物濾池+過濾+消毒）相比具有明顯的經濟優勢，其主要表現在：a、MBR工藝無二沉池，基建投資省；b、剩余污泥量很少，污泥處理和處置費用低。由于生物反應器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥濃縮池和污泥消化池，也節省了污泥處理的基礎投資和運行費用；c、出水水質達到國家回用標準，省去了三級處理；d、隨著科學技術的發展，膜性能提高及價格不斷下降，更有利于推廣；e、占地面積小，在大城市寸土寸金的今天，更顯優越；f、因工藝簡單、自動化程度高，運行管理費用較低[6]。

6、結論

盡管MBR的運行費用略高于常規生物處理方法，然而MBR工藝作為一種新型的中水回用技術，具有運行管理簡單，出水水質可達到城市雜用水水質標準的要求，以及占地面積小等優點，且今后將隨著國內膜制造技術、質量的提高和膜制造成本的降低，MBR的總體投資也會大幅度降低。隨著政府加大減排力度，污水處理廠在原有工藝上提標，占地有限、高出水標準、對出水水質穩定的要求等都為MBR在國內的發展提供了良好的契機。耐水質沖擊的特點，使得MBR在某些特定的工業廢水處理領域，有更多優勢。

參考文獻

[1] 許振良.膜法水處理技術.北京：化學工業出版社，2001.

[2] 錢伯章.膜技術的發展及應用.紡織導報，2012年08期.

[3] 邵剛.膜法水處理技術.2版.北京：冶金工業出版社，2000.

[4] 辛云嶺 楊春.校區小區中水回用的經濟技術分析.環境科學與管理，2012年04期.

[5] 金鈴.經濟社會中水回用系統技術經濟分析〔J〕集團經濟研究，2007.

[6] 劉燕.膜法“集結號”-訪中國工業協會秘書長劉憲秋.給水排水動態，2009年6期.

作者簡介

吳其俊（1983.10-），漢族，本科，中級工程師，2006年畢業于河北工程大學，從事給水排水設計工作。