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3 结论
对MBR工艺产生的可持续性能评价指数模型计算结果(图1)显示,MBR工艺较传统工艺在可持续性方面表现不佳,或者说,MBR从本质上来说并不是一种可持续性工艺。究其原因,主要是过高能耗与运行费用完全抵消了其在良好出水水质与紧凑占地方面的优势。子项因子及模型权重因子敏感性分析揭示(图1),在合理模型参数取值范围内MBR工艺在很大程度上都难以具有可持续性。
图1可持续性指数评价结果
4 MBR全球应用现状
国际权威MBR应用网对世界范围内近20年来700余座大型MBR污水处理厂应用情况进行了逐年统计,并绘制了如图2所示的MBR工程应用趋势。本课题组也统计世界范围内大型MBR项目(表2)。可以看到,进入21世纪后,MBR技术首先在北美和欧洲获得青睐,新增项目也都集中在这两个区域。随后,亚洲和其它地区(主要为澳洲、北非)迅速跟进。MBR工程应用在2009~2012年间达到鼎盛时期;然而,从2013年开始MBR工程应用出现大幅回落,直至近两年应用数量只有鼎盛时期10%。
MBR工程应用衰落是全球性的,欧洲和北美经历了21世纪最初十年“热恋”后突然“失恋”,新增项目数量锐减;2009年后亚洲成为MBR工程应用的主力,以至于2012年后全球大型MBR项目主要集中在中国本土境内。图3显示的世界MBR预计年复合增长率也同样显示出,2014年后世界MBR市场增长主要由亚太地区所主导导,其中,中国增长量对亚太地区总增长有着绝对的贡献份额。
图21996至2017年间MBR工艺世界范围内应用趋势
表2世界范围内大型MBR应用项目
图3 2014~2019年世界MBR预计年复合增长率(CAGR)
除中国外,MBR工艺在全球范围应用每况愈下并非偶然现象,高能耗与膜污染所致高碳排、高成本乃主因。着眼于未来可持续发展,MBR工艺要想取得可持续发展,除非颠覆性(Breakthrough)解决膜污染问题。否则,高碳排将永远伴随其一生。在目前情况下,MBR似乎只适用一些特定限制情况,如,土地极度匮乏、利用有限空间、严重缺水和水比油贵地区。即使在这样的应用场景下,MBR也不是唯一选择,例如,好氧颗粒污泥(AGS)技术在各方面均显得比MBR具有优势。因此,对普遍采用MBR的中国地下污水处理厂来说,今后升级改造只有AGS唯一选择。
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