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干貨!不同主工藝的城鎮污水處理廠運行成本大PK!

干貨!不同主工藝的城鎮污水處理廠運行成本大PK!

發布日期:2020-01-02 作者:趙一寧 點擊:

摘要:以某些主工藝不同的城鎮污水處理廠為例,通過選取水廠的不同生化工藝段和脫泥設備進行成本對比。同時進行全方面運行成本統計,其中包括電費、藥劑費、設備日常維護與電氣維修。通過運行成本分析對比,對運行的城鎮污水處理廠預算管理、節能降耗、精細化管理、科研等方向有實際的指導意義。

關鍵詞:生化工藝 脫泥設備 成本分析

選取具有代表性城鎮污水處理廠,在主工藝不同條件下,對進水水質有微小差異的污水處理廠,進行特定的成本分析與對比。對污水處理廠實際產生的費用進行全面分析,其中包含實際產生的電費、藥劑費、備電氣維護費等。同時根據不同的脫泥設備,產生的主要費用進行對比,其中包括3種常用設備帶式脫泥機、板框壓濾機、疊螺脫泥機。不同進水水質,同樣的脫泥設備產生的費用也會不同,通過全年的數據統計進行對比比較。在實際運行中,對水廠實際運行成本控制具有指導意義。

一、各污水處理廠工藝段成本分析

(一)各個污水處理廠簡介

選取5座水廠,生化主工藝不同,但后端深度處理相同,表1是對這5座污水處理廠的水量、水質以及設計工藝的介紹。

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(二)進出水指標

為了解各污水特點,對各個污水處理廠進水水質進行大量的調查研究,2016年進行全年監測以及數據統計,并對各廠實際進水水質、出水水質進行對比,見表2。

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全年各水廠的水質情況相同的水廠進行對比,具有對比不同工藝處理后產生費用的意義。

(三)污水處理工藝的成本對比

通過對每個水廠運行成本的統計與核算,從不同角度進行成本分析,以上5座污水處理廠采取工藝比較成熟,且這5座水廠預處理和深度處理相同。

對城鎮污水處理廠主要產生費用的部分,進行成本分析與對比。通過分析,可以對現運行的水廠前期調研提供成本分析參考。

1.單位水量費用

5座污水處理廠全年運行工藝段使用的電費,見表3。其中是我們根據實際運行時,每個水廠的用電量不同,進行統計。

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從表3可知,A水廠,單位水量電費成本低,主要原因是進水水質指標較低,尤其是冬季會有大量取暖循環水的進入。L和P水廠都是氧化溝工藝,在進水水質幾乎相同,COD、NH4+-N、SS去除率相當情況下,奧貝爾在實際運行中單位水量電耗要比卡魯塞爾低,從工藝角度來看,理論上奧貝爾氧化溝外溝及中溝中,氧的轉移速率將高于普通氧化溝,這樣充氧量可相應減少,這就決定了奧貝爾氧化溝較普通氧化溝更為節能,根據表3和表4計算可知,在實際運行時節省能耗高達30.65%,高于理論值;在與X和Z水廠水質幾乎相似的情況下,在運行成本方面,百樂克、CASS工藝噸水電耗大概在0.3元/m3以上。

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2.藥劑費

藥劑費一般含有PAM、PAC、二氧化氯等藥品。藥劑費一般包括PAC、乙酸鈉、二氧化氯等,通過表5可知,根據水廠進、出水水質情況,藥劑費用主要發生TP、TN指標去除,特別是對總氮的去除碳源補充費用較高。根據上表計算去除0.1mg/L的總磷,1m3污水成本增加0.001元,去除1mg/L的總氮,1m3的成本增加0.021~0.025元。從表5中可知,A水廠由于進水指標低,通過生化處理就可以達標,造成藥劑費用低。L、P水廠總磷需要藥劑去除,總氮可以生化達標,相對比X水廠和Z水廠的藥劑費用低;X水廠和Z水廠的總磷去除幾乎相似,但是總氮的水質指標高,要求去除的效率高,X水廠要比Z水廠的藥劑費用高,通過以上比較,水廠去除TP、TN的藥劑費用占總藥劑費用80%以上。

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3.設備電氣維修

設備電氣維修費用包括日常維修保養、人工、設備更換等。

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A、P、Z水廠為新水廠,年限為3年以內,設備電氣以維護保養為主,一般設備電氣日常維護噸水費用約為0.001元/m3左右、X水廠年限為5年左右,L水廠為年限在7年左右,L水廠的設備維修費單位水量費用高于其他水廠約30%,年限越長設備電氣維修費用相對越高,基本呈線性關系。

二、不同脫泥設備成本分析

(一)脫泥設備

一般市政水廠在脫泥系統上使用帶式脫泥機、疊螺脫泥機、板框壓濾機等設備,以下選取相同水質的不同脫泥設備進行實際運行成本統計,在板框壓濾機方面,也有不同水質脫泥成本的對比。

(二)成本分析

1.帶式脫泥成本

帶式脫泥,污泥含水率在80%左右。以下是P水廠帶式脫泥藥劑費和電費的情況:用電量:166.75KW,單價0.75元/(KW·h),生產1TDS需要208.44元/t;藥劑PAM用量0.0015t,單價18000元/t,折合1tds135元/t,合計344元/tds。

2.板框脫泥成本

板框脫泥機脫出污泥含水率45%左右,以下是L水廠板框脫泥的脫泥費用見表7。

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(1)生活水脫泥費用。

(2)工業水脫泥費用。板框脫泥機脫出污泥含水率45%左右,表8是G工業水廠板框脫泥的脫泥費用情況。

成本分析:工業水進水在脫泥時,FeCl3藥劑量使用大幅度增加,可見水質明顯影響FeCl3的用藥量。

3.疊螺脫泥成本

這是A水廠脫泥的運行情況,使用的疊螺脫泥機的脫泥費用情況見表9。

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(三)成本對比

將上面的數據進行匯總,費用情況見表10。

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帶式脫泥在電耗上相對疊螺脫泥設備要高,藥劑費用低;在含水率80%的要求下,疊螺脫泥機綜合成本相對經濟適用。在實際運行過程中,通過對不同水質水廠的板框壓濾機(含水率達到50%以下)的用藥量和運行電費的統計,在相同脫泥量情況下,產生費用不同。對于工業廢水處理(化工制藥等水質較復雜難降解廢水)產生污泥,脫泥藥劑費用約是生活污泥費用2倍多,尤其是FeCl3的藥劑費用高。

三、各水廠實際運行總成本對比

奧貝爾氧化溝、A2/O工藝在實際運行中比其他工藝在節能方面表現比較顯著。雖然不同規模的水廠,人工成本就會有所差異。但是,百樂克、CASS工藝在耗電的費用占總體約50%左右,所以這兩種主工藝上,節能減排方面的研究很重要。百樂克、CASS工藝在脫氮除磷方面去除率低,所以在生化脫氮除磷方面進行研究,減少相應成本。

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四、結論及建議

(一)在實際運行中,電費、藥劑費、設備維修費進行對比,具有研究意義。根據每個水廠進、出水水質情況,藥劑費用主要發生TP、TN指標去除,特別是對總氮的去除碳源補充費用較高。根據數據計算去除0.1mg/L的總磷,1m3污水成本增加0.001元,去除1mg/L的總氮,1m3的成本增加0.021~0.025元;年限越長設備電氣維修費用相對越高,基本呈線性關系。

(二)百樂克、CASS工藝在脫氮除磷方面去除率低,所以在生化脫氮除磷方面進行研究,減少相應成本。

(三)在含水率80%的要求下,疊螺脫泥機綜合成本相對經濟適用。在實際運行過程中,通過對不同水質水廠的板框壓濾機(含水率達到50%以下)的用藥量和運行電費的統計,在相同脫泥量情況下,產生費用不同。對于工業廢水處理(化工制藥等水質較復雜難降解廢水)產生污泥,脫泥藥劑費用約是生活污泥費用2倍多。

(四)對出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準的污水處理廠節能、科研、成本控制有實際的指導意義。

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