수질을 보호하는 Nutrient 제거의 긴 역할

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주요 Nutrient 제거 기술에 대한 이해

생물학적 영양 제거 (BNR) 시스템

BNR 프로세스는 수정 된 Ludzack-Ettinger (MLE) 프로세스, A2O (Anaerobic-Anoxic-Oxic) 및 Sequencing Batch Reactors (SBRs), 자연적 사건 미생물에 의존하여 질소와 인을 제거합니다. 질소 제거는 질소와 탈질을 통해 발생하며, 향상된 생물학 인 제거 (EBPR)은 폴리 인산염 축적 유기체를 사용합니다. BNR은 일반적으로 화학 물질을 제거하고, 화학 물질을 제거해야합니다.

화학 예측

화학적 추가 (예 :, 반, ferric 염화물, 석회)는 인산 제거를위한 일반적인 방법입니다. 금속 소금은 인산 염과 반응하여 인산 염을 형성하거나 필터링하는 불용성 연쇄를 형성합니다. 이 접근법은 종종 인산 연마 또는 작은 식물에서 사용됩니다. 화학 공급 시스템에 대한 자본 비용은 상대적으로 낮지만 지속적인 화학적 조달, 저장 및 증가 진창 생산은 실질적 인 운영 비용을 나타냅니다.

고급 여과 기술

모래 필터, 막 생물 자원 (MBR), 천 미디어 필터 및 디스크 필터를 포함 하 여 테리 여과 시스템 — 고품질 유출을 제공 합니다. MBRs는 막 여과와 생물학적 치료, 가까운-germ-free 유출을 생산 하지만 높은 자본 및 에너지 비용. 피복 및 디스크 필터는 종종 매우 낮은 수준에 두 번째 치료 후 복조.

Emerging 및 비전통 기술

건설된 습지, 알갈 뗏장 스크럽, 이온 교환 매체는 분산 또는 작은 체계에서 닦는 영양분을 위한 관심사를 얻고 있습니다. 이 접근법은 더 낮은 에너지 소비를 제안할 수 있고 그러나 더 큰 땅 발자국을 요구하고 기후와 선적에 따라서 변하기 쉬운 성과가 있습니다.

종합 수명주기 비용 분석의 구성 (LCCA)

강력한 LCCA는 기술 설계 수명에 대한 모든 직접 및 간접 비용을 캡처합니다. 일반적으로 주요 장비의 20 ~ 40 년. 주요 비용 범주는 다음과 같습니다.

  • Capital Expenditure (CAPEX): 디자인, 장비 조달, 건설, 설치 및 초기 시작 비용. 민간 작품 포함 (탱크, 분지), 공정 장비, 배관, 전기, 제어.
  • Operational Expenditure (OPEX): 에너지 소비 (꽃, 펌프, 믹서), 화학 사용 (탄소 소스, 응고자), 노동 (operators, 유지 보수 직원), 폐기물 (보석 취급 및 수송).
  • 주요 및 수리: Routine 예방 유지 보수, 부품 교체 (예를들면, 막, 디퓨저, 밸브), 주요 과해. 멤브레인 시스템의 경우, 교체 주기는 5~10년마다 상당한 비용 드라이버가 될 수 있습니다.
  • 출발 및 종단 생활:유해 물질의 분해, 및 복원 사이트, 플러스 어떤 잔여 값 또는 급여.
  • 환경과 사회비율: 탄소배경, 온실가스 배출량의 잠재적인 (N2O denitrification), 물 재사용 가치 및 지역 사회 수용.

Comparative Lifecycle 비용 : BNR vs. 화학적 vs. 고급 여과

BNR은 MGD 플랜트의 핵심 요소인 BNR(e.g., MLE) 공정을 통해 기존의 BNR(e.g., MLE Process)가 기술 클래스를 비교할 수 있도록 하는 연구 기반 분석입니다. BNR은 25년 동안 화학적 강수량 시스템보다 약 20~30%의 총 수명주기 비용을 절감할 수 있도록 하는 것으로 추정됩니다. 그러나 BNR은 유가 및 제어를 위한 더 높은 초기 자본을 필요로 합니다.

매우 낮은 인 한계 (예 : < 0.1 mg / L TP)의 경우 고급 여과가 필요합니다. 화학적 추가와 결합 된 디스크 필터는 연간 O & amp; M 비용으로 용량 갤런 당 $ 0.5- $ 1.0의 CAPEX에서 이러한 수준을 달성 할 수 있습니다. $ 0.01- $ 0.1의 1,000 갤런 당 $ 0.1의 비용이 소요됩니다. 대조적으로 MBR 시스템은 우수한 영양 제거 및 막 분리를 제공하면서 자본 비용 50-100 %의 기존 BNR보다 높은 비용으로 40 %의 에너지가 높을 수 있지만, 40 %의 더 작지만, 40 %의 더 작아지 만 더 작아지 만 도시 면적이 더 작을 수 있습니다.

Key takeaway: 온건한 양분 제거 (TN 3–8 mg/L, TP 0.5–1 mg/L), 화학 연마 BNR은 종종 가장 비용 효율적인. 초저 한계, 고급 여과 및 막 필요하지만 높은 수명주기 비용을 수행.

Factor Influencing 비용 효과

플랜트 크기 및 유량 변동

규모가 크게 큰 식물을 선호합니다. 작은 식물 (1 MGD)은 같은 기술에 대한 50 MGD 시설보다 2 ~ 3 배의 수명주기 비용을 가질 수 있습니다. 피크 요소와 희석 흐름도 소각 및 비용에 영향을 미칩니다.

지역 에너지 및 화학 가격

높은 전기료가 있는 지역은 lagoons나 건설한 습지와 같은 저에너지 대안을 향해 비용 균형을 기울일 수 있습니다. 특히, 싼 천연 가스 (열 건조용)를 가진 지역은 화학 강수량에서 더 높은 슬러지 볼륨을 상쇄할 수 있습니다.

규제 운전사

현명한 허가 제한 (예 : Chesapeake Bay, Florida Everglades, Great Lakes 이니셔티브) 고급 기술의 힘 채택. 비 컴플리스 (fines, 동의 decrees)의 비용은 LCCA로 인수해야합니다. EPA의 2020 Nutrient Reduction Calculator는 피한 환경 손상의 관점에서 영양 제거의 상당한 이점을 도울 수 있습니다.

기술 발전

짧 커트 질소 제거 (anammox 박테리아를 사용하는 데몬화)와 금속 소금 없는 생물학 인 제거는 비용을 감소시킵니다. 에너지 Positive 물 자원 회복 시설 개념은 O&를 감소시킵니다; BNR 체계를 위한 에너지를 상쇄할 수 있는 biogas 이산화탄소를 통해서 M 비용.

Sludge 관리 및 처분

화학 강수량은 20-50 %의 슬러지 생산을 증가시킬 수 있으며, 운반 및 처리 비용을 크게 늘리십시오. 토지 응용 또는 유도 제한이 강화되면이 비용은 에스컬레이트 할 수 있습니다. BNR은 일반적으로 더 적은하지만 더 생물학적 활성 슬러지를 생산하며 주의적 취급을 필요로합니다.

Deeper Analysis에 대한 외부 리소스

LCCA를 수행하려는 도시 계획자에 대한 다음 권한 소스는 도구와 사례 연구를 제공합니다.

결론: Informed, 비용 효과적인 결정 만들기

BNR은 에너지, 화학, 유지 보수, 슬러지 관리 및 미래 추세에 대한 영향을받는 데 필요한 모든 것을 제공합니다. BNR은 에너지, 화학, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지, 에너지,