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2.5经济指标
由表2可知,目前国内市政污水MBR项目大多选用中空纤维膜,其设计膜通量为14.5~26L/(m2˙h),平板膜的设计通量也在此范围之内。对于处理规模为2万~15万m3/d的市政污水MBR项目,单位投资额为2700~6500元/(m3˙d),按照污水处理厂土建结构类型排序,其单位投资额由大到小依次为:全地下式>半地下式>地上式。
在同类土建结构的污水处理厂中,规模较小的项目单位投资额较高。由于项目建设及运行条件各异,且平板膜应用项目较少,因此无法通过现有项目直接比较两类膜的经济指标。为研究相同条件下两类膜组件在经济指标方面的差异,以处理规模为1万m3/d的市政污水A2/O-MBR项目为例,根据中试结果和污水处理工程的一般情况选择设计运行参数,计算得到项目的技术经济指标如表3所示。A2/O-FSMBR的项目总投资比A2/O-HFMBR高7.7%(见表3)。
平板膜的堆积密度较小,因此根据膜组件安装尺寸计算得到A2/O-FSMBR的膜池容积为A2/O-HFMBR的2.5倍;平板膜分离单元的的设计污泥浓度高50%,故A2/O-FSMBR的生物池容积是A2/O-HFMBR的2/3。平板膜采购费用高于中空纤维膜,此处按照单位膜面积采购费用高25%计算。
A2/O-FSMBR的运行成本和总成本分别比A2/O-HFMBR高14.3%和12.7%(见表3)。分析其原因,由于平板膜组件的曝气强度较大、鼓风机电耗较高,故A2/O-FSMBR的电耗高于A2/OHFMBR;由于平板膜的化学清洗频率远低于中空纤维膜,故A2/O-FSMBR的药耗低于A2/O-HFMBR。
由以上分析可见,A2/O-FSMBR与A2/OHFMBR的项目占地面积接近,前者的投资和运行费用略高于后者。由于平板膜对污水水质适应性较强、设备运行管理相对简单,因此更适用于难降解工业废水和中小规模生活污水处理项目;中空纤维膜投资运行费用相对较低,设备运行管理要求较高,因此更适用于大中型市政污水处理项目。
3结论
通过两组平行运行的MBR膜分离单元中试,对平板膜和中空纤维膜的运行特性进行了研究,得到主要结论如下:
(1)从控制TMP上升速率和保证产水量角度综合考虑,两膜分离单元均可采用9min∶1min的抽停比运行。
(2)由于平板膜的堆积密度小于中空纤维膜,为保证膜通量,平板膜的曝气强度高于中空纤维膜,导致其TMP上升速率较高。
(3)试验条件下,两膜的临界通量均在20~25L/(m2˙h),其中平板膜的临界通量稍低于中空纤维膜,且其在较低通量下的透水率高于后者,即平板膜更适于在相对较低的通量下运行。
(4)在8000~15000mg/L的污泥浓度内,为了控制膜污染,平板膜宜以较高的污泥浓度运行,中空纤维膜宜以较低的污泥浓度运行。
(5)以处理规模为1万m3/d的市政污水A2/OMBR项目为例,计算得到A2/O-FSMBR的项目总投资为4200万元、运行成本为1.36元/m3,总成本为2.49元/m3,分别比A2/O-HFMBR高7.7%、14.3%和12.7%。
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