工艺技术 城镇污水处理厂不同工艺运营成本分析

选取具有代表性城镇污水处理厂，在主工艺不同条件下，对进水水质有微小差异的污水处理厂，进行特定的成本分析与对比。对污水处理厂实际产生的费用进行全面分析，其中包含实际产生的电费、药剂费、备电气维护费等。同时根据不同的脱泥设备，产生的主要费用进行对比，其中包括３种常用设备带式脱泥机、板框压滤机、叠螺脱泥机。不同进水水质，同样的脱泥设备产生的费用也会不同，通过全年的数据统计进行对比比较。在实际运行中，对水厂实际运行成本控制具有指导意义。

１各污水处理厂工艺段成本分析

1.1各个污水处理厂简介

选取５座水厂，生化主工艺不同，但后端深度处理相同，表１是对这５座污水处理厂的水量、水质以及设计工艺的介绍。




1.2进出水指标

为了解各污水特点，对各个污水处理厂进水水质进行大量的调查研究，2016年进行全年监测以及数据统计，并对各厂实际进水水质、出水水质进行对比，见表２。




全年各水厂的水质情况相同的水厂进行对比，具有对比不同工艺处理后产生费用的意义。

1.3污水处理工艺的成本对比

通过对每个水厂运行成本的统计与核算，从不同角度进行成本分析，以上５座污水处理厂采取工艺比较成熟，且这５座水厂预处理和深度处理相同。

对城镇污水处理厂主要产生费用的部分，进行成本分析与对比。通过分析，可以对现运行的水厂前期调研提供成本分析参考。

1.3.1单位水量费用

５座污水处理厂全年运行工艺段使用的电费，见表３。其中是我们根据实际运行时，每个水厂的用电量不同，进行统计。




从表３可知，Ａ水厂，单位水量电费成本低，主要原因是进水水质指标较低，尤其是冬季会有大量取暖循环水的进入。Ｌ和Ｐ水厂都是氧化沟工艺，在进水水质几乎相同，ＣＯＤ、ＮＨ４＋－Ｎ、ＳＳ去除率相当情况下，奥贝尔在实际运行中单位水量电耗要比卡鲁塞尔低，从工艺角度来看，理论上奥贝尔氧化沟外沟及中沟中，氧的转移速率将高于普通氧化沟，这样充氧量可相应减少，这就决定了奥贝尔氧化沟较普通氧化沟更为节能，根据表３和表４计算可知，在实际运行时节省能耗高达30．65％，高于理论值；在与Ｘ和Ｚ水厂水质几乎相似的情况下，在运行成本方面，百乐克、CASS工艺吨水电耗大概在0.3元／m3以上。




1.3.2药剂费

药剂费一般含有PAM、PAC、二氧化氯等药品。药剂费一般包括PAC、乙酸钠、二氧化氯等，通过表５可知，根据水厂进、出水水质情况，药剂费用主要发生TP、TN指标去除，特别是对总氮的去除碳源补充费用较高。

根据上表计算去除0.1ｍｇ／Ｌ的总磷，１m3污水成本增加0.001元，去除1mg／Ｌ的总氮，１m3的成本增加0.021～0.025元。从表５中可知，Ａ水厂由于进水指标低，通过生化处理就可以达标，造成药剂费用低。Ｌ、Ｐ水厂总磷需要药剂去除，总氮可以生化达标，相对比Ｘ水厂和Ｚ水厂的药剂费用低；Ｘ水厂和Ｚ水厂的总磷去除几乎相似，但是总氮的水质指标高，要求去除的效率高，Ｘ水厂要比Ｚ水厂的药剂费用高，通过以上比较，水厂去除TP、TN的药剂费用占总药剂费用80％以上。




1.3.3 设备电气维修

设备电气维修费用包括日常维修保养、人工、设备更换等。




Ａ、Ｐ、Ｚ水厂为新水厂，年限为３年以内，设备电气以维护保养为主，一般设备电气日常维护吨水费用约为0.001元／m3左右、Ｘ水厂年限为５年左右，Ｌ水厂为年限在７年左右，Ｌ水厂的设备维修费单位水量费用高于其他水厂约30％，年限越长设备电气维修费用相对越高，基本呈线性关系。

２不同脱泥设备成本分析

2.1脱泥设备

一般市政水厂在脱泥系统上使用带式脱泥机、叠螺脱泥机、板框压滤机等设备，以下选取相同水质的不同脱泥设备进行实际运行成本统计，在板框压滤机方面，也有不同水质脱泥成本的对比。

2.2成本分析

2.2.1带式脱泥成本

带式脱泥，污泥含水率在80％左右。以下是Ｐ水厂带式脱泥药剂费和电费的情况：用电量：166.75ｋＷ，单价0.75元／（ｋＷ·ｈ），生产１ｔＤＳ需要208.44元／ｔ；药剂PAM用量0．0015ｔ，单价18000元／ｔ，折合１ｔＤＳ135元／ｔ，合计344元／ｔＤＳ。

2.2.2板框脱泥成本

板框脱泥机脱出污泥含水率45％左右，以下是Ｌ水厂板框脱泥的脱泥费用见表７。




（１）生活水脱泥费用。

（２）工业水脱泥费用。板框脱泥机脱出污泥含水率45％左右，表８是Ｇ工业水厂板框脱泥的脱泥费用情况。




成本分析：工业水进水在脱泥时，FeCl3药剂量使用大幅度增加，可见水质明显影响FeCl3的用药量。

2.2.3叠螺脱泥成本

这是Ａ水厂脱泥的运行情况，使用的叠螺脱泥机的脱泥费用情况见表９。




2.3成本对比

将上面的数据进行汇总，费用情况见表10。




带式脱泥在电耗上相对叠螺脱泥设备要高，药剂费用低；在含水率80％的要求下，叠螺脱泥机综合成本相对经济适用。的药剂费用高。

3各水厂实际运行总成本对比

奥贝尔氧化沟、Ａ２／Ｏ工艺在实际运行中比其他工艺在节能方面表现比较显著。虽然不同规模的水厂，人工成本就会有所差异。但是，百乐克、CASS工艺在耗电的费用占总体约50％左右，所以这两种主工艺上，节能减排方面的研究很重要。百乐克、CASS工艺在脱氮除磷方面去除率低，所以在生化脱氮除磷方面进行研究，减少相应成本。




４结论及建议

（１）在实际运行中，电费、药剂费、设备维修费进行对比，具有研究意义。根据每个水厂进、出水水质情况，药剂费用主要发生TP、TN指标去除，特别是对总氮的去除碳源补充费用较高。根据数据计算去除0.1ｍｇ／Ｌ的总磷，１m3污水成本增加０．００１元，去除１ｍｇ／Ｌ的总氮，１m3的成本增加0.021～0.025元；年限越长设备电气维修费用相对越高，基本呈线性关系。

（２）百乐克、ＣＡＳＳ工艺在脱氮除磷方面去除率低，所以在生化脱氮除磷方面进行研究，减少相应成本。

（３）在含水率80％的要求下，叠螺脱泥机综合成本相对经济适用。在实际运行过程中，通过对不同水质水厂的板框压滤机（含水率达到５０％以下）的用药量和运行电费的统计，在相同脱泥量情况下，产生费用不同。对于工业废水处理（化工制药等水质较复杂难降解废水）产生污泥，脱泥药剂费用约是生活污泥费用２倍多。

（４）对出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）一级Ａ标准的污水处理厂节能、科研、成本控制有实际的指导意义。