王凯军:在自然景观中,高品质再生水的成本并不像你想象的那么昂贵,它成为治理水污染有效途径的一部分。在这些措施中,污水回用因其显著优势而广受欢迎,不仅在世界上得到应用,而且在处理城市生活污水为绿化和河道景观补充提供了必要的水源。高品质回用主要涉及饮用水,包括间接饮用和直接饮用,以及工业生产过程中的使用,如电子产业工艺或锅炉补给等。随着技术不断进步,我们对新生水处理技术尤其是膜技术的应用有了更深入的理解。
传统处理工艺与新标准相比,其性能要求不断提高,这使得同时伴随着成本上升和系统复杂性的增加。而通过提升污染物排放来改善区域环境质量这一目标,在当前我国环境治理阶段,被认为具有较强投资回报率和明显环境效益。因此,加强管网建设、实现雨污分流以及更高水平的收集体系,比进一步提升再生水标准具有更大的意义。
再生水利用非常广泛,其中“高品质”指的是超越常规IV/III类地表水标准,其范畴主要包括饮用(间接或直接)以及工业生产特殊需求(如电子元件加工、锅炉补给等)。非直接饮用的过程涉及将处理后的废 水混合到湖泊中,再经由湖泊运送至饮用厂进行最后处理;而直接饮用的工艺则是在不经过混合直达飲料池就实现消费。这两种方式都满足拓宽飲料来源并实现工業消耗多附加值利用的双重目的,即既能减少環境影響,又具備實現環境功能的手段独特性。
双膜法作为一种大规模、低成本、高品质再生水利用技术解决方案,它与海洋淡化同样依赖于RO膜法工艺的大型化发展。此外,无论是海洋淡化还是高品质再生水,大规模RO膜法工艺都是市场需求与技术趋势共同推动的一个重要方面。在近期,有望出现百万吨级别的大型工程。此外,北控研究院参与北京市科委项目,为百万吨级别海洋淡化项目提供前期准备工作,与此同时,也促进了双膜法与高品质再生水相关领域发展。
樟宜二期NEWater项目采用了一种名为“三个中心”的设计理念,即膜中心、泵中心和能量回收中心。这一设计确保了系统运行效率,并降低了能源消耗。例如,在产能达到70%时,只需0.75度电/m3,这意味着如果中国采纳这种方法,将能够大幅降低新生的价格,使之更加具有竞争力。此外,由于气候条件不同,需要根据实际情况调整设计以适应不同的地区需求。
从占地面积角度考虑,北控最初在曹妃甸建造一个5万吨规模的地面淡化厂,但后来发现可以通过优化设计减少占地面积,而韩国普汉10万吨NEWater项目已经成功实践这种方法。在樟宜二期工程中,更是达到了2万吨级别,同时也采用16英寸大型模组替代传统8英寸模组,以减少管线数量并控制元件数量,从而节省投资。
泵中心则关注于大型泵器件及其优化运行,以控制泵耗并降低系统运行成本。大泵效率可达到88%以上到90%,远超过小泵80%左右,因此长期运行下电费差异极为显著。而樟宜二期实际操作原30万吨/d原材料使用4台大泵供给10万吨/d,每台功率2兆瓦,这体现出了按比例设置大量用于稳定流量和压力的供应设备理论框架。一旦实施,可以从1-1.5度电/m3降至约0.3度电/m3,使得国内MBR直行费用可能低于每千克人民币1元,并且考虑到紧凑型双层薄膜结合RO形成紧凑型双层薄膜工艺计算增加RO电耗后,一般来说可以预计总体费用会保持在每千克人民币不足1元之内,从目前国内的情况看这是一个巨大的经济潜力释放空间。
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