4月，中國科學院大學資源與環境學院燕山站肖康副教授研究團隊在環境科學領域綜合性雜志FESE（T1期刊）上發表題為“Techno-economic characteristics of wastewater treatment plants retrofitted from the conventional activated sludge process to the membrane bioreactor process”的封面文章。該研究采用污水處理廠改造前后的運行數據，對傳統活性污泥法和膜生物反應器（MBR）兩種污水處理工藝進行技術經濟上的嚴格配對比較研究，對比分析污水處理廠采用兩種工藝時的成本能耗、凈利潤和技術效率，采用敏感性分析評價計算結果的可靠性，為污水處理工藝的選擇和應用提供技術經濟方面的理性參考。

FESE封面

　　膜生物反應器（MBR）與傳統活性污泥法工藝的技術經濟性優劣爭論已久。為適應日趨嚴苛的出水標準，具有出水水質好、占地面積小、污泥產量低等優勢的MBR受到廣泛關注，越來越多的傳統污水處理廠被改造或擴建為MBR。然而，工程應用中MBR暴露出的高能耗、膜污染等問題備受詬病、惹人爭議。MBR的優勢是否能掩蓋其劣勢？若綜合經濟成本和環境收益，MBR和傳統工藝孰優孰劣？污水處理廠采用MBR工藝前后的技術經濟性評估或能回答這一疑問。本研究中，國科大資環學院/燕山站肖康團隊基于20座萬噸/日以上級污水廠改造或擴建前后（主體工藝由傳統工藝改為MBR）的運行數據，采用成本收益分析法和基于非徑向距離函數的數據包絡分析法，對污水處理廠采用傳統工藝和MBR時的成本能耗、凈利潤和技術效率進行測算和對比。

　　污水處理廠由傳統工藝改造為MBR后，污染物的平均去除率顯著提高，如氨氮的去除率由89.0%提升至93.3%，同時能耗從0.40 kWh/m³顯著增加至0.57 kWh/m³，總運行成本沒有顯著提高。成本收益的結果表明，工藝變為MBR后，去除污染物的平均邊際收益變高，氨氮的邊際環境效益貢獻最大，凈利潤由19.4 CNY/m³顯著提高至24.4 CNY/m³。技術效率估算的結果表明，升級改造前后，單位運行成本的技術效率（理論取值范圍為0~1）由0.70提升至0.73，而單位能耗的技術效率沒有顯著差異。技術經濟性還與所采用的出水標準密切相關，出水標準越嚴格（例如從國家一級A排放標準提升至地方標準DB11），MBR的凈利潤和技術效率優勢越明顯。

　　總體而言，MBR比傳統工藝更具技術經濟優勢。在出水標準嚴格的情況下，MBR更有利可圖。特別是在污水深度處理與資源化的背景下，MBR具有廣闊的發展前景。然而從MBR技術本身而言，其能耗效率仍有較大的提升空間。

文章摘要圖

　　本文發表于環境領域綜合學術期刊Frontiers of Environmental Science & Engineering，第一作者為國科大資環學院2019級環境科學與工程專業碩士生高庭葦，通訊作者為國科大資環學院/燕山站肖康副教授。

　　論文鏈接：

https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-021-1483-6