0 引 言

2016年4月，175个国家在涉及全球气候变化的《巴黎协定》签署协定，为2020年后全球应对气候变化行动做出安排。能源消耗将在很大程度上决定可持续工艺未来的发展。城市污水处理是高能耗行业，美国城市污水处理电耗占全社会总电耗的3%以上。有学者对我国城市污水处理厂经济绩效进行定量研究分析得出结论：资本对我国城市污水处理厂的产出弹性最大，其次是运营电耗。膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）工艺具有占地面积小、设备紧凑、出水水质稳定等特点。然而MBR工艺运行能耗较高，运行成本攀升，需加强对MBR经济性的研究（如能耗等）。如浸没式MBR有利于解决能耗问题，运行能耗为0.6～2.0 kW·h/m3。本文以某污水厂MBR工艺为例，通过技术经济路径，降低能耗与运行经济成本。

1 技术经济分析

技术经济分析可以发现技术方案或措施满足需要的程度，可以挖掘企业材料、设备利用和生产组织方面的潜力。

1.1 基本情况

某污水厂1997年建成投运，原用间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）工艺，2010年为提升出水水质，开始应用MBR工艺，成为云南第一家也是最大的一家应用MBR工艺的污水厂，日处理6×104m3，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标。

1.2 能耗状况

国家“十二五”水专项课题“昆明市老运粮河水环境改善关键技术研究与工程示范——昆明污水厂开展MBR节能示范工程”要求该厂能耗在2011年0.61 kW·h/m3的基础上降低10%。

1.3 以工艺流程为基础单元的精细化技术分析路径

为了提高竞争力，企业以工艺流程单元精细化分析为路径，进行精细管理是大势所趋。在企业内部组织生产也有费用，即企业的组织成本。企业既要协调分工，也要进行资源配置。

1.3.1 工艺流程

污水处理工艺流程图如图1所示。

图1 工艺流程图

1.3.2 工艺流程能耗

膜设备间及生反系统，两项占总能耗的81%，具体如图2所示。

图2 各工艺段能耗占比

1.3.3 各工艺设备功耗

由表1可知，生反系统及膜设备间能耗大的真正影响因子是好氧风机、膜池风机。

表1 各工艺设备功耗序号 工序 设备 功率/kW 1 进水环节进水泵 90粗格栅 3螺压机 2.2细格栅 2.2超细格栅 2.2 2 生反系统好氧风机 315厌氧池 2.2缺氧池 4变化池 5.5回流泵→膜池→变化池 4缺氧池→厌氧池 2.5 3 膜设备间膜池风机 355产水泵 11 CPI泵 7.5空压机 7.5冷干机 0.8污泥泵 11真空泵 4酸碱洗泵 1.5臭氧发生器 48-54臭氧冷却 55+0.75空压机 30空压机冷却 0.75冷干机 1.6尾气破坏器 18+3 5 再生水处理 离心泵 15 4 臭氧消毒处理6 污泥脱水离心机 75进泥泵 15出泥泵 7.5加药泵 0.75废液泵 18.5切割机 2.2

2 技术可行性

①生反系统风量过大，造成能耗浪费，企业可加以利用；②膜设备有减少运行风机数的可能；③生反系统风机1用2备，运行台数不能减少；膜设备风机2用1备，有减少的可能；④生反池风压大于膜池风压，为利用生反池风量提供了可能。

3 具体实施技术方案

①建立连通阀门，将生反池的风量分流至膜池；②提高单台风机风量，减少风机运行台数，运行最佳的风量；③项目实施后出水水质良好。出水水质是考量污水厂运行效果的首要因素。项目实施后，COD、BOD、TN、TP、NH3-N等各项出水指标，优于一级A标准，水质良好。

4 技术经济效果

技术经济效果，即人们在实现技术方案时，输入的劳动耗费与输出的有用价值之间的比值，可用E表示，即，其中，E指技术经济效果，V指使用价值，C指劳动耗费。此项目实施中，投入很少的劳动耗费C，取得的V很大，E＞1。

表2 技术经济效果能耗降低/%2013 5.76 0.61 -2014 5.72 0.47 22.95 2015 5.67 0.49 19.60 2016 4.82 0.55 10.00 2017 4.66 0.56 8.20年份 处理量（万m3/d）吨水电耗（kW·h/m3）

具体技术经济效果如表2所示，以2013年为基数与2015年对比（按0.63元/kW·h，5.67万m3/d），每年节约电费157万元。企业管理水平得到提升，企业创造力增强。

5 结 语

①MBR工艺首要是膜系统和生反系统的节能降耗，方案得到了推广应用，取得了良好的经济、环境效益。②技术经济路径精细化管理是大势所趋，未来水处理技术与产业的发展方向是低碳技术经济。③在产品同质化十分严重的今天，谁拥有了技术优势及成本优势，谁就能在激烈的市场竞争中获胜。

文章来源：《长江技术经济》 网址: http://www.cjjsjj.cn/qikandaodu/2021/0223/711.html