膜生物反応器はテクノにおける従来の活性汚泥プロセスよりも優れた性能を発揮します

2022 年 4 月 25 日

高等教育出版者による

環境目標をより良く達成するために、MBR の設置面積が小さく排水品質が高いため、従来の活性汚泥 (CAS) プロセスから膜生物反応器 (MBR) プロセスに改修される下水処理プラント (WWTP) が増えています。 ただし、CAS から MBR への改修は、MBR 用途でのエネルギー消費が高く膜の汚れが多いため、議論の余地があります。 CAS の技術経済性と MBR の技術経済性を比較することによって、この問題を明確にすることが不可欠です。

一方で、エネルギー消費は運営コストの最大の割合を占め、廃水処理プロセスの持続可能な発展を制限する重要な要因となっています。 通常、MBR は CAS よりもエネルギー消費量が高くなります。 一方で、コストが高いと収益も高くなります。 MBR は、CAS よりも高い排水品質により、より高い環境上の利点をもたらします。 したがって、MBR と CAS の正当な技術経済的評価には、経済的コストと環境上の利点の両方を包括的に考慮する必要があります。 しかし、これまでに報告された下水処理場の技術経済的評価には、CAS プロセスと MBR プロセスの間の体系的な比較、特に同じ下水処理場内での両者の厳密な一対の比較がほとんど欠けていました。

今回、中国科学院大学の研究グループは、費用便益分析とデータ包絡分析を通じて、CASからMBRに改修された20基の本格的な下水処理場の技術経済的特性を研究した。 結果はFrontiers of Environmental Science & Engineeringに掲載されました。

彼らは、CAS から MBR への改修後、エネルギー消費量が 0.40 kWh/m3 から 0.57 kWh/m3 に増加するのに伴い、排水の水質が大幅に改善された一方、運転コストの変化はそれほど大きくないことを発見しました。 平均限界環境便益は改修後に著しく増加し、平均純利益の増加につながり、改修の技術経済的な実現可能性を示しています。 改修後、相対コスト効率は 0.70 から 0.73 (理論上の最大値は 1) に増加しましたが、相対エネルギー効率は大幅に変化しませんでした。 一方、テクノロジー経済は、採用される排水基準と密接に関係しています。 より厳格な排水基準を考慮すると、MBR は CAS よりも収益性が高くなります。

したがって、研究者らが検討したとおり、厳格な排水基準や汚染物質に敏感な目的地の場合、MBR は CAS よりも優れた性能を発揮し、MBR のエネルギー消費量をさらに削減する余地はまだ多くあります。

詳しくは： Tingwei Gao 他、従来の活性汚泥プロセスから膜バイオリアクター プロセスに改良された廃水処理プラントの技術経済的特性、環境科学と工学のフロンティア (2021)。 DOI: 10.1007/s11783-021-1483-6