Мембранный биореактор работает лучше, чем обычный процесс с активным илом в техногенных технологиях.

25 апреля 2022 г.

издательство высшего образования

Для лучшего достижения экологических целей все большее число очистных сооружений (СОС) переоборудуется с традиционного процесса очистки с активным илом (CAS) на процесс мембранного биореактора (MBR) из-за небольшой занимаемой площади MBR и высокого качества сточных вод. Однако переход с CAS на MBR вызвал споры из-за высокого энергопотребления и загрязнения мембран при использовании MBR. Важно прояснить этот вопрос, сравнив техноэкономику CAS и MBR.

С одной стороны, потребление энергии составляет наибольшую долю эксплуатационных затрат и является ключевым фактором, ограничивающим устойчивое развитие процессов очистки сточных вод. MBR обычно потребляет больше энергии, чем CAS. С другой стороны, высокие затраты часто связаны с высокой прибылью. MBR получает более высокую экологическую выгоду за счет более высокого качества сточных вод, чем CAS. Поэтому обоснованная технико-экономическая оценка МБР по сравнению с КАС требует всестороннего учета как экономических затрат, так и экологических преимуществ. Однако в ранее опубликованных технико-экономических оценках очистных сооружений по большей части отсутствовало систематическое сравнение процессов CAS и MBR, особенно строгое парное сравнение между ними на одной и той же очистной станции.

Теперь исследовательская группа из Университета Китайской академии наук изучила технико-экономические характеристики 20 полномасштабных очистных сооружений, которые были модернизированы с CAS на MBR, посредством анализа затрат и выгод и анализа охвата данных. Результаты были опубликованы в Frontiers of Environmental Science & Engineering.

Они обнаружили, что после перехода с CAS на MBR качество сточных вод значительно улучшилось, что сопровождалось увеличением энергопотребления с 0,40 до 0,57 кВтч/м3, в то время как изменение эксплуатационных расходов было не таким значительным. Средняя предельная экологическая выгода после модернизации заметно возросла, что привело к увеличению средней чистой прибыли, что свидетельствует о технико-экономической целесообразности модернизации. После модернизации относительная экономическая эффективность увеличилась с 0,70 до 0,73 (теоретический максимум – 1), тогда как относительная энергоэффективность существенно не изменилась. Между тем, техноэкономика тесно связана с принятым стандартом сброса сточных вод. MBR более выгоден, чем CAS, учитывая более строгие стандарты очистки сточных вод.

Таким образом, как считают исследователи, MBR работает лучше, чем CAS, в случаях строгих стандартов выбросов и в пунктах назначения, чувствительных к загрязняющим веществам, и еще есть много возможностей для дальнейшего снижения энергопотребления MBR.

Больше информации: Тингвэй Гао и др., Технико-экономические характеристики станций очистки сточных вод, переоборудованных с обычного процесса с активным илом на процесс с мембранным биореактором, Frontiers of Environmental Science & Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1483-6