某大學學生公寓中水處理工程技術經濟分析

羅衛東 劉晶茹 王晶 劉峰 劉恒明

(1.大連海洋大學海洋與土木工程學院，遼寧大連 116023;2.大連海洋大學海洋科技與環境學院，遼寧大連 116023)

某大學學生公寓擬采用其生活污水作為中水水源，經處理后回用于本公寓沖廁、綠化及洗車等雜用。為了保證處理水質的安全可靠以及長期使用的環境效果同時又能夠使投資經濟合理，因此，在確定處理工藝前進行了慎密的技術經濟兩方面的比較分析，以使投資科學合理，安全可靠。

1 處理工藝流程主體工藝的技術比較

在生活污水的處理領域有很多種處理工藝和成熟經驗，而本工程則選擇了占有主導地位并具有鮮明特點的三種工藝進行了技術比較。1)間歇式活性污泥法(SBR法)。2)生物接觸氧化法+微電解法。3)二級生物接觸氧化法。

首先，間歇式活性污泥法(SBR法)的主體工藝流程如圖1所示。污水經由格柵去除較大顆粒的懸浮物后貯存于集水池內，由一次提升泵定期從集水池內抽送至SBR池進行好氧生物處理。這里SBR池是集調節池、初沉池、曝氣池及二沉池于一體的核心生物處理單元，其每一個循環工作周期必然經過:充水/曝氣→無進水/沉淀→撇水→閑置，從而使水中的有機污染物以活性污泥的形式被分離出去，再由二級提升泵從中間水池將SBR池澄清的水提升到過濾器，進一步去除細微懸浮物使出水濁度降到5度以下。濾后水加入消毒劑充分混合后流入中水池待用。該工藝主要優勢在于:運行周期可根據水質水量靈活調整，耐沖擊能力強，運行可靠，但出水上液的撇除過程難以控制，因而導致集水、中間水調節容積很大，占地面積大。

圖1 SBR法工藝流程圖

其次，生物接觸氧化+微電解法的主體工藝流程如圖2所示。污水經格柵流入調節池，同時池內充氧曝氣使水質均化，又不致于使池底積泥腐敗再由一級提升泵送入接觸氧化池，在這里繼續充氧曝氣，污水與池內活性污泥及填料上生長的生物膜充分混合接觸，在好氧的狀態下微生物吸附、分解了絕大部分有機污染物，并以污泥的形態存在于污水中。接觸氧化池的含泥污水流入斜管沉淀池，在這里進行泥水分離，從而實現污染物從水中分離。沉淀池澄清的水流到中間水池，再由二級提升泵抽送到微電解處理器，在這里，由于外加電場及內部填料所形成的無數微型原電池的雙重作用下水中剩余的難以生物降解的污染物發生復雜的電化學氧化—還原反應及絮凝作用，從而起到進一步去除污染物，確保處理后出水水質的效果。微電解處理器的出水加入消毒劑后進入中水池待用。本工藝的主要優點為:出水水質可靠，占地面積少，耐沖擊能力強，易于自動控制，但填料更換會給運行管理帶來麻煩。

圖2 生物接觸氧化+微電解法工藝流程圖

最后，二級接觸氧化法，其主體工藝流程如圖3所示。為了保證出水水質的穩定可靠，經過一級生物氧化的污水再經過二級生物接觸氧化，使水中污染物進一步得到分解去除。該工藝具有BOD負荷高，生物量大，抗沖擊能力強，能夠克服污泥膨脹，處理效率高，占地面積小，維護管理方便，易于自動化控制且剩余污泥量少。

圖3 二級生物接觸氧化法工藝流程圖

上述二、三工藝都有很明顯的可選性，進行兩方案的經濟性分析顯得十分必要。

2 主體工藝經濟分析

首先，對工藝流程二進行主體工藝經濟分析，見表1。

稅金:(A+B+C+D)×6.73%=111.93 ×6.73%=7.53 萬元;

本工藝總投資為:

A+B+C+D+E+22項=121.57萬元。

主要經濟指標為:

1)單位水量初投資:

120.19 萬元 ÷300 m3/d=0.400 萬元/(m3·d);

2)單位水量設備及間接投資:

76.40 萬元 ÷300 m3/d=0.255 萬元/(m3·d);

3)單位水量土建投資:

26.49 萬元 ÷300 m3/d=0.088 萬元/(m3·d)。

表1 方案二主要工程量一覽表

運行成本分析:

運行電耗:21.3 kW ×0.8×24÷300=1.36 元/m3;

消毒劑:15 g/m3×10－6×9 000元/t=0.135元/m3;

設備折舊:(26.49萬元/50年 +64.20萬元/10年)×104÷365÷300=0.63元/m3;

人員工資:1 000元/(月·人)×1人×30 d÷300 m3=0.111 元/m3;

混凝劑:0.9×12÷300 m3=0.024元/m3;

合計:2.26 元/m3。

經濟效益分析:

節省排污費:1.08元/t×300 m3/d×300 d=9.72 萬元;

節省水費:3.2元/m3×300 m3/d×300 d=28.80 萬元;

每年可回收投資:9.72+28.80=38.52 萬元;

中水年處理費用:2.26×300 m3/d×300 d=20.34萬元;

每年可節約費用:38.52 －20.34=18.18 萬元。

方案三主要工程量一覽表見表2。

稅金:(A+B+C+D)×6.73%=110.89 ×6.73%=7.46 萬元。

本工藝總投資為:

A+B+C+D+E+22 項 =110.89+7 046+1.78=120.13 萬元 。

主要經濟指標為:

1)單位水量的初投資為:120.13萬元 ÷300 m3/d=0.400 萬元/(m3·d)。

2)單位水量的土建投資為:28.44萬元 ÷300 m3/d=0.095 萬元/(m3·d)。

3)單位水量的設備及間接投資為:61.70萬元÷300 m3/d=0.206 萬元/(m3·d)。

表2 方案三主要工程量一覽表

運行成本分析:

運行電耗:15.3 kW×0.8×24÷300=0.98 元/m3。

消毒劑:15 g/m3×10－6×9 000元/t=0.135元/m3。

設備折舊:(28.44萬元/50年 +61.70萬元/10年)×104÷(365×300 m3)=0.62 元/m3。

人員工資:1 000元/(月·人)×1人×30 d÷300 m3=0.111 元/m3。

混凝劑:0.9×12÷300 m3=0.024元/m。

合計:1.87 元/m3。

經濟效益分析:

節省排污費:1.08元/t×300 m3/d×300 d=9.72萬元。

節省水費:3.2元/m3×300 m3/d×300 d=28.80萬元。

每年可回收投資:9.72+28.80=38.52 萬元。

中水年處理費用:1.87×300 m3/d×300 d=16.83萬元。

每年可節約費用:38.52 －16.83=21.69 萬元。

由上述分析可見，電耗占制水成本的比例很大，其次是設備折舊費，故而，設備投資少，電耗低的工藝將成為首選。