1 研究背景
在環(huán)境問題備受關(guān)注的今天
然而,審視我國“雙碳"目標(biāo)
然而,對MBR工藝利
、弊持不同觀點的人群往往各執(zhí)一詞,似乎很難彼此說服對方。因此,需要找到一種定量評價MBR工藝優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)或評價標(biāo)準。研究從MBR工藝優(yōu)、劣兩方面因素入手,充分考慮經(jīng)濟、社會、環(huán)境三方面綜合效應(yīng),通過建立與傳統(tǒng)工藝相比的評價模型,揭示出MBR工藝優(yōu)、缺點,并評價其可持續(xù)性。2 研究內(nèi)容
MBR工藝所謂良好出水水質(zhì)其實質(zhì)是膜對SS的有效截留作用
,可至出水SS£5 mg/L。但是,MBR對溶解性COD、N、P的去除作用幾乎無濟于事,對日益提高的氮、磷排放標(biāo)準作用不大。事實上,膜對微生物的作用不過是是聚集生物量而已(因此會導(dǎo)致反應(yīng)器體積減少),而對生化反應(yīng)過程影響甚微。然而
,膜截留、分離帶來的負面效應(yīng)是膜污染以及由此引起的膜通量下降、能耗過高、頻繁膜清洗等一系列運行問題。MBR工藝可持續(xù)性量化評價需考慮因素雖然復(fù)雜,但可以可持續(xù)性能評價指數(shù)作為依據(jù)建立評價模型1)污水處理廠工藝投資與運行費用
2)工藝運行效果及其穩(wěn)定性
3)工藝資源回收與利用程度
,主要考量工藝對資源的回收與利用能力(涵蓋電耗及藥耗帶來的間接碳排放)。通過評價模型,可以比較與評價MBR與傳統(tǒng)工藝可持續(xù)性指數(shù)(表1),從而計算出不同地域、不同規(guī)模污水處理廠采用MBR工藝的可持續(xù)性評價指數(shù)。3 結(jié)論
對MBR工藝產(chǎn)生的可持續(xù)性能評價指數(shù)模型計算結(jié)果(圖1)顯示
,MBR工藝較傳統(tǒng)工藝在可持續(xù)性方面表現(xiàn)不佳,或者說,MBR從本質(zhì)上來說并不是一種可持續(xù)性工藝。究其原因,主要是過高能耗與運行費用*抵消了其在良好出水水質(zhì)與緊湊占地方面的優(yōu)勢。子項因子及模型權(quán)重因子敏感性分析揭示(圖1),在合理模型參數(shù)取值范圍內(nèi)MBR工藝在很大程度上都難以具有可持續(xù)性。4 MBR全球應(yīng)用現(xiàn)狀
國際MBR應(yīng)用網(wǎng)對世界范圍內(nèi)近20年來700余座大型MBR污水處理廠應(yīng)用情況進行了逐年統(tǒng)計,并繪制了如圖2所示的MBR工程應(yīng)用趨勢
。本課題組也統(tǒng)計世界范圍內(nèi)大型MBR項目(表2)。可以看到,進入21世紀后,MBR技術(shù)首先在北美和歐洲獲得青睞,新增項目也都集中在這兩個區(qū)域。隨后,亞洲和其它地區(qū)(主要為澳洲?北非)迅速跟進。MBR工程應(yīng)用在2009~2012年間達到鼎盛時期;然而,從2013年開始MBR工程應(yīng)用出現(xiàn)大幅回落,直至近兩年應(yīng)用數(shù)量只有鼎盛時期10%。MBR工程應(yīng)用衰落是全球性的,歐洲和北美經(jīng)歷了21世紀最初十年“熱戀"后突然“失戀"
圖21996至2017年間MBR工藝世界范圍內(nèi)應(yīng)用趨勢
表2世界范圍內(nèi)大型MBR應(yīng)用項目
圖3 2014~2019年世界MBR預(yù)計年復(fù)合增長率(CAGR)
除中國外,MBR工藝在全球范圍應(yīng)用每況愈下并非偶然現(xiàn)象
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