试析MBR技术在学校中水回用中应用及经济

论文导读：膜制造成本的降低，MBR的总体投资也会大幅度降低。随着政府加大减排力度，污水处理厂在原有工艺上提标，占地有限、高出水标准、对出水水质稳定的要求等都为MBR在国内的发展提供了良好的契机。耐水质冲击的特点，使得MBR在某些特定的工业废水处理领域，有更多优势。参考文献许振良.膜法水处理技术.北京：化学工业出版社，2
摘要：中水回用是解决中国城市水资源短缺和水污染理由的重要手段之一，文章以学校污水为研究对象，利用MBR膜生物反应器技术对污水进行处理，实现校区中水回用。并通过对污水回用工艺技术特点和经济技术进行分析，与传统工艺相比，该工艺在中水回用处理中性价比高，值得大力推广。
关键词：中水回用：MBR膜反应器：经济分析。
引言
水是地球上唯一不可替代的自然资源，我国水资源虽然很丰富，总储量居世界第6位，约为2.81万亿m3[1]。但是中国水资源的分布极其不均匀，中国的人均水资源占有量低于500立方米，远远低于国际公认的人均所需1000立方米的临界值。水资源不足，加上水体污染，水环境对我国的经济社会发展严重制约，因此防治水污染，改善水环境刻不容缓。中水回用是实现污水资源化的直接措施，是解决缺水城市水资源危机的重要途径之一。目前中水处理在技术上依据《建筑中水设计规范》进行设计，在该规范中，针对杂排水和生活污水，推荐了几种物化、生化及其组合工艺流程。这些传统的中水回用工艺存在着流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等理由，制约了其发展。以一体化膜生物反应器以其占地小，设备简单高效等优点开始应用于中水回用领域。

1、工程概况

文中以惠州某校区中水回用MBR项目为例，学校由幼儿园、小学、中学组成，师生总人数约7000人，最高日用水量为2000m3/d，总的用地面积166235平方米，另外学校里有绿地、景观水池、景观河等设置，按学校要求，污水经过MBR污水再生技术，达到回用目的。

2、学校中水来源及回用对象

1）、中水水源

4、工艺特点分析[3]：

根据出水水质情况，其出水已经达到中水回用要求，出水效果良好，达到预期要求。MBR工艺作为一种新型污水处理技术其拥有如下特点：
（1）出水水质好：能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。 同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷。
（2）处理负荷高，可去除氨氮及难降解有机物。由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。较大的水力循环，导致了污水的均匀混合，使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，并得到分散，有利于它们的分解。由于SRT很长，，可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高。
（3）操作方便， 占地面积小。生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、省去二沉池占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合。该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运转制约更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动制约，从而使操作管理更为方便。
（4）剩余污泥量少。由于SRT很长，污泥浓度高，生物反应器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥浓缩池和污泥消化池，也节省了污泥处理的基础投资和运转费用。

5、经济分析

1）对膜的经济分析：目前，对MBR系统的技术经济分析的结论存在较大的差别。主要是由于在MBR系统设计中，对膜的处理能力（膜通量）与膜使用寿命的估计存在很大的差别，直接影响对膜生物反应器的经济评价[4]。
影响MBR系统运转费用的主要因素是动力费用与膜的更换费用。膜的更换费用是影响MBR系统运转费用的关键因素；而动力费用是影响分离式MBR系统运转费用的关键因素。居民生活用水约为1.3～1.8元/m3；宾馆、洗车、洗浴等行业供水为1.8～3.5元/m3。一体式膜生物反应器总运转成本为1.4元/m3 ，用于中水回用具有明显的竞争优势。同时可节省水资源，具有环境效益和经济效益[5]。
1）对MBR整体工艺经济分析：该工艺由于其具有出水水质好、运转稳定、节省占地面积等特点，与传统的中水处理工艺（二级曝气生物滤池+过滤+消毒）相比具有明显的经济优势，其主要表现在：a、MBR工艺无二沉池，基建投资省；b、剩余污泥量很少，污泥处理和处置费用低。由于生物反应器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥浓缩池和污泥消化池，也节省了污泥处理的基础投资和运转费用；c、出水水质达到国家回用标准，省去了处理；d、随着科学技术的发展，膜性能提高及不断下降，更有利于推广；e、占地面积小，在大城市寸土寸金的今天，更显优越；f、因工艺简单、自动化程度高，运转管理费用较低[6]。
6、结论
尽管MBR的运转费用略高于常规生物处理策略，然而MBR工艺作为一种新型的中水回用技术，具有运转管理简单，出水水质可达到城市杂用水水质标准的要求，以及占地面积小等优点，且今后将随着国内膜制造技术、质量的提高和膜制造成本的降低，MBR的总体投资也会大幅度降低。随着政府加大减排力度，污水处理厂在原有工艺上提标，占地有限、高出水标准、对出水水质稳定的要求等都为MBR在国内的发展提供了良好的契机。耐水质冲击的特点，使得MBR在某些特定的工业废水处理领域，有更多优势。
参考文献
[1] 许振良.膜法水处理技术.北京：化学工业出版社，2001.
[2] 钱伯章.膜技术的发展及应用.纺织导报，2012年08期.
[3] 邵刚.膜法水处理技术.2版.北京：冶金工业出版社，2000.
[4] 辛云岭 杨春.校区小区中水回用的经济技术分析.环境科学与管理，2012年04期.
[5] 金铃.经济社会中水回用系统技术经济分析〔J〕集团经济研究，2007.论文导读：刘燕.膜法“集结号”-访中国工业协会秘书长刘宪秋.给水排水动态，2009年6期.作者简介吴其俊（1983.10-），汉族，本科，中级工程师，2006年毕业于河北工程大学，从事给水排水设计工作。上一页12

[6] 刘燕.膜法“集结号”-访中国工业协会秘书长刘宪秋.给水排水动态，2009年6期.
作者简介
吴其俊（1983.10-），汉族，本科，中级工程师，2006年毕业于河北工程大学，从事给水排水设计工作。