500m3/d地埋式生活污水處理設(shè)備 ?
污水設(shè)備生產(chǎn)廠家：魯盛環(huán)保。
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1.1 黑水中能源的回收利用
生活污水源分離的黑水，主要來(lái)源于廁所的排泄物及其沖洗水，一部分廚房廢水也可以納入黑水范疇，其中尿液和糞便及其沖洗水更進(jìn)一步被劃分為黃水與褐水。黑水的特點(diǎn)是含有高含量的有機(jī)物、氮、磷，微量污染物以及病原體。單獨(dú)收集處理可以zui大程度避免清潔水體污染。一般黑水水量較灰水低，因此國(guó)內(nèi)外大多采用能耗低、占地小且不用保證連續(xù)進(jìn)水的厭氧處理工藝就近處理。
研究表明，廚房廢水與褐水進(jìn)行協(xié)同厭氧消化，產(chǎn)甲烷產(chǎn)量zui高達(dá)到 520 mL/g;向系統(tǒng)中添加比例為體積分?jǐn)?shù) 6%的黃水時(shí)，系統(tǒng)的產(chǎn)甲烷量可提高至 560 mL/g，同時(shí)可以將系統(tǒng)的產(chǎn)氣穩(wěn)定期提前 6 d。WASIELEWSKI 等采用連續(xù)攪拌反應(yīng)器(CSTR)處理黑水，CH4 產(chǎn)量在啟動(dòng)階段即可達(dá)到 222 L/kg，CH4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能達(dá)到 66%;進(jìn)一步提高黑水的比例后，CH4 產(chǎn)量提高到 332 L/kg。
傳統(tǒng)的沖水便器對(duì)新鮮水消耗大，對(duì)黑水中的有機(jī)物有一定的稀釋作用，增加黑水的厭氧發(fā)酵的難度。采用新型的真空馬桶和室外負(fù)壓收集系統(tǒng)，可以有效減少新鮮水消耗，同時(shí)對(duì)黑水的稀釋降到zui低，可以保證厭氧消化的底物含量。分散式衛(wèi)生處理和資源回用理論(Decentralized Sanitation and Reuseconcept，DESAR) 即建立在黑水的源分離基礎(chǔ)上，采用真空馬桶與負(fù)壓收集的方式，將黑水分為褐水和黃水單獨(dú)收集與處理，常用的處理技術(shù)有升流式厭氧污泥床水解酸化池(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Septic Tank，UASBST)與培養(yǎng)馴化反應(yīng)器(Accumulation Reactor，AC)反應(yīng)器。MARTHE 等用 UASBST 反應(yīng)器處理真空馬桶收集的高濃褐水，進(jìn)水 COD 在 7.7～9.8 g/L，去除率達(dá)到 74%以上，產(chǎn)氣量 200 L/(m3·d)，其中甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 78%，每人可轉(zhuǎn)化 56 MJ/a 的電能與 84 MJ/a的熱能。

生活污水的產(chǎn)能成分主要集中在黑水，黑水的水量相對(duì)于灰水來(lái)說(shuō)很低，因此通過污水的源分離技術(shù)，避免黑水稀釋，高濃度的有機(jī)物經(jīng)過厭氧消化產(chǎn)生沼氣，既可以通過熱能的形式直接利用，也可以轉(zhuǎn)化為電能，但是考慮到轉(zhuǎn)化過程中的損失，熱能的利用一般被優(yōu)先考慮。
1.2 黃水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物的回收與富集污水源分離后的黑水，富含有機(jī)物和氮磷成分，其中大量的氮、磷和少量的有機(jī)物集中在黃水中。一般來(lái)說(shuō)，尿液為生活污水總量的 1%，卻貢獻(xiàn)了生活污水磷的 50%和氮的 80%。研究表明，當(dāng)尿液分離后不僅可以大幅減輕污水廠的負(fù)荷。從污染物的去除和資源的回收來(lái)說(shuō)，處理未經(jīng)稀釋和混合的原尿液比處理稀釋后的混合污水效率更高，直接從尿液中回收氮和磷，相比于進(jìn)入污水廠后的回收更經(jīng)濟(jì)有效。
從營(yíng)養(yǎng)物回收的角度看，尿液?jiǎn)为?dú)收集處理的優(yōu)勢(shì)突出。一方面，糞尿分離可以減小黑水處理系統(tǒng)的體積，而且尿液的氮磷含量高而可降解 COD 很低，對(duì)于厭氧消化產(chǎn)氣貢獻(xiàn)不高;另一方面，尿液由于體積小而富含氮、磷、鉀等成分，將尿液中氨部分氧化得到的xiao酸銨是作為農(nóng)業(yè)肥料的*選擇，雖然尿液穩(wěn)定化過程中容易產(chǎn)生亞硝酸鹽積累，通過控制反應(yīng)系統(tǒng)的堿度或采用化學(xué)方法將其氧化。UDERT 等采用曝氣生物濾池和膜過濾組合工藝，將尿液中的有機(jī)物去除同時(shí)將 50%氨氮氧化，zui后濃縮得到質(zhì)量分?jǐn)?shù) 70%xiao酸銨。ALEXANDRA采用生物穩(wěn)定技術(shù)將一半氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，同時(shí)采用 50 kPa 蒸發(fā)濃縮的方式得到富含xiao酸銨的濃溶液，氨氮和硝態(tài)氮的質(zhì)量濃度分別提高到 23.100g/L 和 24.400 g/L。CHRISTOPHE 等利用尿液硝化濃縮后得到的肥料種植黑麥草，發(fā)現(xiàn)植物對(duì)于肥料中氮元素的利用率可以達(dá)到 75%，說(shuō)明植物可以極大程度利用尿液中的氮。
磷屬于*資源，在傳統(tǒng)污水處理過程中從污水進(jìn)入污泥，zui后被填埋或其它方式處置，回收利用難度高;傳統(tǒng)污水處理過程中即使回收，成本高昂。我國(guó)的磷礦石基礎(chǔ)儲(chǔ)量約為 3.4 Gt，僅次于摩洛哥位于* 2，約占世界磷礦石儲(chǔ)量的 5.5%。但是我國(guó)富磷礦(P2O5 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) >30%)少，而貧磷礦(P2O5 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) <18%)多，貧磷礦的儲(chǔ)量約占全國(guó)探明磷礦儲(chǔ)量的 50%(我國(guó)磷礦石 P2O5 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為 16.85%)。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家的對(duì)磷礦石需求量預(yù)計(jì)在 2020-2050 年才能到達(dá)峰值，屆時(shí)每年磷標(biāo)礦需求量達(dá)到 43～47 Mt。因此從黃水中回收磷元素，可以有效提高有限資源的利用率，避免磷礦的過量消耗，而尿液分離式馬桶的出現(xiàn)極大促進(jìn)了尿液中磷元素的回收技術(shù)的發(fā)展。污水處理廠污水處理成本主要為能源消耗成本、藥劑消耗成本、大修成本、維護(hù)成本、污泥處置成本、出水消毒成本、人員成本、管理成本及其它成本（本文僅討論污水處理成本的相關(guān)直接成本，不包括固定資產(chǎn)折舊、財(cái)務(wù)融資成本等）。如何根據(jù)具體情況建立合理的污水處理成本，及進(jìn)行成本的有效控制，使各種消耗zui低，處理成本實(shí)現(xiàn)zui小化，不僅有利于污水處理行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，更是城市污水處理行業(yè)面臨的迫切需求。筆者結(jié)合工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，參考相關(guān)資料，對(duì)污水處理廠的成本組成進(jìn)行初步探討。
500m3/d地埋式生活污水處理設(shè)備 ?１、電費(fèi)成本：污水處理企業(yè)耗能zui多的設(shè)備包括各種類型的水泵、供氧設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)以及污泥濃縮脫水設(shè)備等、進(jìn)行污水處理單耗計(jì)算，一方面可根據(jù)設(shè)備使用臺(tái)數(shù)及功率進(jìn)行分析，另一方面結(jié)合本企業(yè)往年污水處理單耗統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)參照地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定適合本企業(yè)的合理的污水處理單耗。如江蘇省城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行管理考核標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)污水處理單耗有明確考核要求，對(duì)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)污水處理單耗考核分為四個(gè)級(jí)別，≤0.34度/立方米, 0.34度/立方米-0.37度/立方米, 0.37度/立方米-0.42度/立方米以及≥0.42度/立方米，一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)按一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)單耗的70%進(jìn)行考核，低于一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的按一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)單耗的50%進(jìn)行考核。因此二級(jí)污水處理企業(yè)正常電耗指標(biāo)在：0.17~0.42千瓦時(shí)/立方污水此范圍內(nèi)，據(jù)目前電價(jià)0.852元/千瓦時(shí)（以南京為例）,那么可計(jì)算電源消耗成本為：0.145~0.358元/立方污水。
２、藥劑成本：污水處理廠的藥劑大部分為污泥脫水機(jī)使用的聚丙烯酰胺的或污泥板框壓濾機(jī)脫水用的三氯化鐵及氧化鈣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，污水處理企業(yè)污泥產(chǎn)量為每處理10000噸污水產(chǎn)生1噸~1.2噸干污泥。不同的污泥處理設(shè)備藥劑成本如下：

1)污泥脫水機(jī)使用藥劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，每噸干污泥中含聚丙烯酰胺0.6%，價(jià)格為25000~35000元/噸，按30000元/噸計(jì)算，則絮凝劑的投加成本為0.018~0.0216元/立方污水；
2)板框壓濾機(jī)使用的三氯化鐵投用量按絕干泥的10%投加，單價(jià)按市場(chǎng)價(jià)750元/噸計(jì)算（三氯化鐵含量為40%），則三氯化鐵的投加成本為0.0075~0.009元/立方污水。板框壓濾機(jī)使用的氧化鈣投用量按絕干泥的30%，氧化鈣單價(jià)為450元/噸（純度70～80%，粒狀規(guī)格為90～100目）。則氧化鈣的投加成本為0.0135~0.0162元/立方污水。因此板框壓濾機(jī)污泥脫水使用藥劑成本為0.021~0.0252元/立方污水
３、設(shè)施設(shè)備大修成本：主要指用于污水處理廠設(shè)施設(shè)備等固定資產(chǎn)大修理的基金。根據(jù)已建，在建污水處理廠的每噸水造價(jià)投資一般為1500-2000元 ，按常規(guī)的固定資產(chǎn)形成率85%計(jì)算，結(jié)合以往實(shí)際大修使用費(fèi)并參照相關(guān)資料，每年大修成本按固定資產(chǎn)的1.7%~2.0%提取，則污水處理企業(yè)的固定資產(chǎn)修理成本為0.0594~0.0931元/立方污水。
４、設(shè)施設(shè)備維護(hù)成本：主要用于固定資產(chǎn)的備品備件、低值易耗和固定資產(chǎn)的經(jīng)常維護(hù)修理費(fèi)，包括如自控系統(tǒng)的維護(hù)、計(jì)量?jī)x器強(qiáng)檢、電器設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)以及一些日常維修所用的材料費(fèi)等。根據(jù)已建，在建污水處理廠的每噸水造價(jià)投資一般為1500-2000元 ，按常規(guī)的固定資產(chǎn)形成率85%計(jì)算，結(jié)合以往實(shí)際大修使用費(fèi)并參照相關(guān)資料，每年設(shè)施設(shè)備維護(hù)成本按固定資產(chǎn)的0.5%~1.0%提取，則污水處理企業(yè)的維護(hù)成本為0.0174~0.0466元/立方污水。
５、消毒成本：指用于污水處理廠處理出水消毒，目前有多種消毒方式，如紫外燈管殺菌消毒，單過硫酸氫鉀消毒粉消毒等，本文以單過硫酸氫鉀消毒劑為例介紹，根據(jù)單過硫酸氫鉀消毒劑的使用方法，每噸污水需添加0.4—0.5克的消毒粉方能滿足工藝的要求，消毒粉每噸的價(jià)格約為11.5萬(wàn)元，則消毒成本為0.046~0.0575元/立方污水。
６、污泥處置成本：目前，全國(guó)污泥處置方法主要有填埋、堆肥、干化、焚燒、制作建材等多種方式，污泥處置方式不同成本差異較大，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)污泥處置成本約在300-1000元/噸，根據(jù)污水處理企業(yè)污泥產(chǎn)量為每處理10000噸污水產(chǎn)生1噸~1.2噸干污泥，污泥處置成本為0.03-0.12元/立方污水。
７、人員工資福利成本：根據(jù)江蘇省城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行管理考核標(biāo)準(zhǔn)，二級(jí)處理的城市污水處理企業(yè)的勞動(dòng)定員指標(biāo)一般在2.5~30人/（萬(wàn)m3/d）計(jì)，不同的規(guī)模指標(biāo)有差異，規(guī)模越大，指標(biāo)越小，規(guī)模越小，指標(biāo)越大。人員工資根據(jù)地方的職工平均工資，如南京統(tǒng)計(jì)局公布的2011年職工平均工資水平為54713元/年/人，則可計(jì)算人員工資成本為0.037~0.449元/立方污水。
８、企業(yè)管理成本：污水處理企業(yè)為組織、管理企業(yè)而發(fā)生的辦公和服務(wù)費(fèi)用。按人員工資成本的10%計(jì)算，則可計(jì)算管理費(fèi)成本為0.0037~0.0449元/立方污水。