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。 ［1］郝晓地,李季,曹达啟.MBR工艺可持续性能量化评价［J］.中国给水排水,2016(7):14-23. ［2］白润英,肖作义,宋雷副.水处理新技术、新工艺与设备［M］.北京:化学工业出版社,2018. ［3］薛亮.城市污水处理业特许经营法律制度研究［M］.北京:法律出版社,2017. ［4］Kraemer J T,Menniti A L,Erdal Z K,et al.A Practitioner’s Perspective on the Application and Research Needs of Membrane Bioreactors for Municipal Wwastewater Treatment ［J］.Bioresour Technol,2012,122:2-10. ［5］赵春林,韩学勤.节约的都是利润［M］.北京:中华工商联合出版社,2016. 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 2.22 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。主要参考文献［1］郝晓地,李季,曹达啟.MBR工艺可持续性能量化评价［J］.中国给水排水,2016(7):14-23.［2］白润英,肖作义,宋雷副.水处理新技术、新工艺与设备［M］.北京:化学工业出版社,2018.［3］薛亮.城市污水处理业特许经营法律制度研究［M］.北京:法律出版社,2017.［4］Kraemer J T,Menniti A L,Erdal Z K,et al.A Practitioner’s Perspective on the Application and Research Needs of Membrane Bioreactors for Municipal Wwastewater Treatment ［J］.Bioresour Technol,2012,122:2-10.［5］赵春林,韩学勤.节约的都是利润［M］.北京:中华工商联合出版社,2016.

文章来源：国际技术经济研究 网址: http://gjjsjjyj.400nongye.com/lunwen/itemid-24464.shtml

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