对水与废水膜处理工艺的经济评估

摘要：

由于在未来对水处理具有更高的标准，并且要减少对环境的影响，膜处理越来

越被认为是一种可以用来解决常规水与污水治理的方法。然而，由于投入高，运行成
本高致使膜在这方面的应用受到限制。这篇文章从经济学的角度来看待膜处理在污水
处理上的应用。广泛的试验工厂试验的结果已经确定了使用一系列的超滤和微滤膜处
理的成本。影响整体成本的最重要的因素就是膜的成本，即膜更换的频率和功率。文
章里面涉及了选择最合适的膜和每种应用方案的最佳条件的重要性，并在膜系统的
成本和传统的处理工艺之间做了比较。在一些应用领域中已被证明了其使用膜的成本
效益。

 

 

 

 

 

关键词： 经济学 ；优化 ；水处理 ；废水处理 ；膜

1.介绍：

膜处理拥有比常规水与污水治理方法更多的优势，包括更高的标准，减少对环

境的影响，减少对土地资源的占用以及具有潜在移动处理机制的可能。潜在的应用领
域包括污泥脱水，废水消毒，固体颗粒和细菌从供水中脱离，海水反渗透淡化等。然
而，除了淡化之外，膜的应用只限于水厂，并没有被广泛地应用到别的方面。主要的
原因包括以下几点：（1）高投入和运行成本；（2）传统的处理方法能达到现有的
监管标准；（3）从净水中脱离化学废物存在着难度；（4）在应用领域缺乏对膜的
使用经验。

 膜处理方法只有达到监管标准或者在成本上不比现今方法昂贵，才能在水厂找到

更广阔的应用。潜在的低成本在供水治理方面使用膜技术的可能性已经被广泛地调查
研究。被认为可行的应用领域包括去色[1]，去三卤甲烷以及其他产品消毒[2,3]，悬浮
颗粒和细菌的去除，铁的去除[4]。Hardiman et al.

——

已经考虑将特定的事例

超滤螺旋

膜作为反渗透和离子交换的预处理阶段。供水要求被治理的程度具体取决于给水性质。
而成本则取决于每种方案中可供选择的工艺。膜的使用被报道在一些环境下是比较经
济的。比如说应用在传统的软化水厂上或者是作为一种预处理方式用于反渗透，但是
其他研究表明与砂滤净化相比其适用性较差。Thebault 和其同事，以及 Chambolle 已经
报道了有关治理饮用水的超滤方法的性能和运行成本，而这一治理方法是基于现今
在世界上运行超过 20 年的工厂的经验。一些设施包括预氧化超滤方法和粉末活性炭
（PAC）的吸附，方便去除全部有机碳（TOC

 

），农药，铁，锰，味道和气味。

    Thebault

 

等人 [6]认为，每立方米工厂的产能的投资成本是独立于规模超过 500m

3

/ 

d 的工厂的。这与常规治理过程在经济效益方面相比较为不利。Chambolle[8]指出，膜
处理一般费用比直接过滤超出 20 - 30％。不过，他也指出，一些低 TOC 含量的超滤应
用，对于中小规模的工厂（高达 12 000m

3

/ d）是比较经济的。因为这些工厂可以节约

劳动力成本和土建工程[8]。Anselme

 

等人 [10]比较研究了不同类型的膜水处理应用的

使用，包括陶瓷和聚合物超滤，微滤（MF）和纳滤（NF）的膜。他们报告，对于治
理有机质含量低的水域，纤维素超滤膜和聚丙烯微滤膜有类似的运营成本，但陶瓷
微滤膜具有较高的投资成本和运行成本，是聚合物膜的 2-4 倍。他们还指出，对于富
含高有机质的地表水，超滤预氧化和 PAC 吸附氧化的治理提供了一个可行的能够替