MBR在中水回用中的經(jīng)濟(jì)分析
隨著膜制造技術(shù)的進(jìn)步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資與運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)隨之大幅度降低。如聚乙烯中空纖維膜等新型膜材料的開(kāi)發(fā)已使其成本有很大降低。
根據(jù)污水水量、水質(zhì)及處理難易程度的不同，MBR處理工業(yè)廢水的一次性投資通常在4000 ～10000 元/m3，應(yīng)用于中水回用系統(tǒng)的MBR(規(guī)模為10～500 m3/d)的一次性投資為2500～5000 元/m3，處理規(guī)模越大，單位處理污水量的一次性投資越低。本文以處理規(guī)模為240 m3/d的回用系統(tǒng)做一初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
1 不同MBR系統(tǒng)的費(fèi)用分析
采取費(fèi)用比較法進(jìn)行3類MBR系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析，它包括兩部分：MBR系統(tǒng)的工程建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用。
表1 MBR在我國(guó)的應(yīng)用實(shí)例
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工程建設(shè)費(fèi)用=基建費(fèi)用(建筑工程費(fèi)+設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)+不可預(yù)見(jiàn)工程費(fèi))+膜的購(gòu)置費(fèi)用。
運(yùn)行費(fèi)用=設(shè)備折舊費(fèi)用(以10 a計(jì))+膜更換費(fèi)用+動(dòng)力費(fèi)用+其他費(fèi)用(人員工資+維修清洗費(fèi) )。
3類MBR系統(tǒng)的建筑工程費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用分別見(jiàn)表2，表3(技術(shù)設(shè)計(jì)費(fèi)用均未考慮)。
從表2，表3可以看出：(1)3類MBR系統(tǒng)的一次性投資費(fèi)用大小依次為：無(wú)機(jī)膜MBR＞一體式MBR＞分離式MBR；(2)運(yùn)行費(fèi)用大小依次為：無(wú)機(jī)膜MBR＞分離式MBR＞一體式MBR；
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注：處理規(guī)模240 m3/d。電費(fèi)按0.5元/(kW·h)計(jì)。
(3)影響MBR系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要因素是動(dòng)力費(fèi)用與膜的更換費(fèi)用。膜的更換費(fèi)用是影響一體式MBR系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵因素；而動(dòng)力費(fèi)用是影響分離式MBR系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵因素。
在3種MBR系統(tǒng)的建筑工程費(fèi)用中，一體式MBR與分離式MBR的一次性投資基本相當(dāng)，而一體式 MBR的運(yùn)行費(fèi)用為分離式MBR的75%。我國(guó)是缺水國(guó)家，北方地區(qū)缺水更為嚴(yán)重，許多城市不得不采取限量供水和超量用水加倍收費(fèi)等措施。因此，中水回用對(duì)于合理用水和節(jié)約水資源勢(shì)在必行。以北京市2000年供水價(jià)格為例，居民生活用水價(jià)格為1.8元/m3；賓館、洗車(chē)、洗浴等行業(yè)供水價(jià)格為3.0～5.0元/m3。一體式膜生物反應(yīng)器總運(yùn)行成本為1.9元/m3 ，用于中水回用具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)可節(jié)省水資源，具有環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2 影響MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的相關(guān)因素分析
目前，對(duì)MBR系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的結(jié)論存在較大的差別。主要是由于在MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)膜的處理能力(膜通量)與膜使用壽命的估計(jì)存在很大的差別，直接影響對(duì)膜生物反應(yīng)器的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。在表2中，一體式MBR(國(guó)產(chǎn)膜)膜通量設(shè)定為8.33 L/(m2·h)，膜的使用壽命為2a，膜價(jià)格為150元/m2。下文僅討論膜通量、膜的使用壽命及膜價(jià)格的單因素變化對(duì)一體式膜生物反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用的影響，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)、膜價(jià)格的降低中任何單一因素的研究進(jìn)展均會(huì)大幅度降低MBR的運(yùn)行費(fèi)用。隨著膜制造技術(shù)的進(jìn)步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資與運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)隨之大幅度降低。如聚乙烯中空纖維膜等新型膜材料的開(kāi)發(fā)已使其成本有很大降低。據(jù)估算，膜還有相當(dāng)大的降價(jià)空間，在未來(lái)的3～5 a內(nèi)，隨著膜材料的改進(jìn)和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，膜價(jià)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(zhǎng)與膜價(jià)格的降低，MBR的運(yùn)行費(fèi)用有望降低到1.0元/m3左右。
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