MBR膜汙水處理設備技術要點

發展曆史

在MBR研究初期，生物反應器的構型一般為(wei) 好氧活性汙泥反應器。天源環保設備其主要問題是懸浮汙泥濃度過高，導致膜汙染速率快；脫氮除磷效果不理想；曝氣能耗較高。近幾年來，出現了MBR的改進工藝——複合型膜生物反應器，獲得了更好的汙染物去除效果和更穩定的運行性能。複合MBR工藝是將生物膜法或生物接觸氧化法與(yu) 活性汙泥法結合而構成的複合生物反應器(Hybridbioreactor，HBR)與(yu) 膜分離的聯用工藝。

在HBR—MBR工藝中，附著生長的生物膜和懸浮生長的活性汙泥2種形式的微生物共存，二者發揮各自的優(you) 勢，共同承擔去除汙染物的作用，使得出水水質得以提升，出水氨氮濃度低於(yu) 活性汙泥MBR，同時抗衝(chong) 擊負荷的能力得到增強。因生物載體(ti) 的介入而形成的生物膜具有多層結構，從(cong) 外至內(nei) 因氧傳(chuan) 遞阻力的增加而形成氧濃度梯度，進而構成外層以好氧為(wei) 主而內(nei) 層以缺氧或厭氧為(wei) 主的微環境，有利於(yu) 提高係統的生物脫氮除磷能力。

另外，複合生物反應器中微生物群落結構多樣化，生物的食物鏈長，可有效改善汙泥性狀，提高其處理能力。與(yu) 傳(chuan) 統高濃度的活性汙泥工藝相比，HBR-MBR工藝由於(yu) 總生物量中懸浮汙泥濃度的減少而有利於(yu) 減緩膜汙染，提高係統運行的穩定性。

MBR膜汙水處理設備技術要點

市場分析

隨著中國的工業(ye) 化和城市化的深入，中國汙水處理領域的投資將持續保持增長，但短期內(nei) 投資增速則顯現出下滑的趨勢。2010年中國汙水行業(ye) 處理行業(ye) 投資總額為(wei) 860億(yi) 元，同比增長26%，投資增速與(yu) 2009年相比放緩。2011年汙水處理行業(ye) 投資增速繼續下滑至15%左右。預計到2013年行業(ye) 投資增速可恢複至18%左右。

相對於(yu) 工業(ye) 汙水處理領域，生活汙水處理屬於(yu) 投資領域，投資剛性較強，因此2011年及2012年可維持一定的生活汙水設備需求。在經濟疲軟的情況下，大部分企業(ye) 可能會(hui) 推遲自身汙水處理係統的更新改造計劃。因此工業(ye) 汙水處理設備需求在2012年將出現下滑，在2013年至2015年間，有望出現恢複性反彈。

超濾設備的優(you) 點

A.超濾膜元件采用世界膜公司產(chan) 品，確保了客戶得到目前世界上的有機膜元件，從(cong) 而確保截留性能和膜通量。

B.係統回收率高，所得產(chan) 品品質優(you) 良，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。

C.處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處於(yu) 常溫狀態，特別適用於(yu) 熱敏性物質的處理，*避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體(ti) 係中的生物活性物質及營養(yang) 成分。

D.係統能耗低，生產(chan) 周期短，與(yu) 傳(chuan) 統工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產(chan) 成本，提高企業(ye) 經濟效益。

E.係統工藝設計，集成化程度高，結構緊湊，占地麵積少，操作與(yu) 維護簡便，工人勞動強度低。

F.係統製作材質采用衛生級管閥，現場清潔衛生，滿足GMP或FDA生產(chan) 規範要求。

G.控製係統可根據用戶具體(ti) 使用要求進行個(ge) 性化設計，結合的控製軟件，現場在線集中監控重要工藝操作參數，避免人工誤操作，多方位確保係統長期穩定運行。

 MBR膜汙水處理設備技術要點

超濾膜材料

近年來，我國每年排汙水量約400-500億(yi) m3，經處理後排放的僅(jin) 15-25%，由於(yu) 汙水到處橫流，使我國各大水源都產(chan) 生不同程度的汙染，水環境嚴(yan) 重惡化。所以，加強汙水深度治理，使之不僅(jin) 達標排放而且還可大量回用，非常必要，這對改善水環境、緩解水資源的不足，節約寶貴的水資源都是十分重要的。城市及工業(ye) 汙水經過深度處理後可用於(yu) 農(nong) 業(ye) 灌溉、工業(ye) 生產(chan) 、城市景觀、市政綠化、生活雜用、地下水回灌和補充地表水等方麵的應用。傳(chuan) 統水處理技術能夠消除部分汙染物，將COD、BOD以及重金融等汙染物指標降到安全排放標準或雜用(中水)標準，但無法*消除排水中所含的微量溶解性汙染物。采用反滲透膜技術可*去除這些汙染物，實現嚴(yan) 格意義(yi) 下的汙水再生。用傳(chuan) 統處理工藝和膜技術集成，可將汙水或廢水變成不同水質標準的回用水，或使之循環回用，這樣即緩解了供求矛盾，又減少了汙染，還可促進環保產(chan) 業(ye) 的發展。

水環境質量的嚴(yan) 重惡化和經濟的高速發展，迫切要求有相應的汙水廢水資源化的技術。在這一領域中膜分離技術占有重要的位置和作用。膜分離作為(wei) 一項高新技術在近40年來迅速發展成為(wei) 產(chan) 業(ye) 化的高效節能分離技術過程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應過程相繼發展起來，在能源、電子、石化、醫藥衛生、化工、輕工、食品、飲料行業(ye) 和日常生活及環保領域等均獲得廣泛的應用，產(chan) 生了顯著的經濟和社會(hui) 效益。社會(hui) 的需求使膜技術應允而生，也是社會(hui) 的需求促使膜技術迅速發展，使膜技術不斷創新、技術進步，完善，成為(wei) 單元操作，成為(wei) 集成過程中的關(guan) 鍵。

1連續膜過濾技術(CMC)

中空纖維膜由於(yu) 比表麵積大，膜組件的裝填密度大，所以設備緊湊;這種膜因紡製而成，工藝簡單，所以生產(chan) 成本一般低於(yu) 其它的膜：由於(yu) 沒有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐汙染性好，對氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現，使得在大規模的汙水處理工程中，中空纖維膜的應用有*的優(you) 勢。

CMF技術的核心是高抗汙染膜以及與(yu) 之相配合的膜清洗技術，可以實現對膜的不停機在線清洗清洗，從(cong) 而做到對料液不間斷連續處理，保證設備的連續高效運行。

CMF目前主要用於(yu) 大型城市汙水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透係統的預處理。地表水地下水淨化、飲料澄清除濁等。

2膜生物反應器(MBR)

膜生物反應器是膜分離技術和生物技術結合的新工藝。用在汙水廢水處理領域，利用膜件進行固液分離，截留的汙泥或雜質回流至(或保留)在生物反應器中，處理的清水透過膜排水，構成了汙水處理的膜生物反應器係統，膜組件的作用相當於(yu) 傳(chuan) 統汙水生物處理係統中的二沉池。

MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為(wei) 主。

生活汙水經MBR處理後，生水水源已達到很高的水標準。此方法不僅(jin) 限於(yu) 處理生活汙水，MBR技術也廣泛地用於(yu) 染色廢水，洗毛廢水、肉類加工汙水等水處理係統。MBR係統的另一個(ge) 特點是規模可大可小，小裝置可用於(yu) 一個(ge) 家庭，大型裝置日處理量可達數萬(wan) 立方米。

3反滲透技術(RO)

反滲透技術是20世紀60年代初發展起來的以壓力為(wei) 驅動力的膜分離技術。該技術是從(cong) 海水、苦鹹水淡化而發展起來的，通常稱為(wei) “淡化技術”。由於(yu) 反滲透技術具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便，占麵積小、投資少，耗能低等優(you) 點，發展十分迅速。RO技術已廣泛用於(yu) 海水、苦鹹水淡化，純水、超純水製備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環保、醫藥、食品等行業(ye) 。

廢水資源化是有開發增量淡水資源與(yu) 保護環境雙重目的。無機係列廢水處理與(yu) 海水苦鹹水淡化采用同類裝並具有較多共性工藝技術。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。

目前，反滲透技術在城市汙水深度處理，一些工業(ye) 廢水深度處理方麵的應用受到了高度重視，包括中水回用，汙水處理廠二級出水的深度處理，經初級處理後的工業(ye) 廢水深度處理製取優(you) 質淡水。中東(dong) 不少缺水國家，在大量采用反滲透海水淡化技術的同時，引入反滲透技技術處理二級汙水，出水水質可達TDS≤80mg/L，擴大了淡水資源。如中東(dong) 地區、澳大利亞(ya) 、新加坡等國都有這方麵的大型工程實例。

4集成膜過程汙水深度處理方法

集成膜過程是將超濾/微濾與(yu) 反滲透(或納濾)結合使用，形成能夠滿足各咱回用目的的汙水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為(wei) 獨立的高級三級處理方法，也是反滲透過程理想的預處理工藝，抗汙染能力強、性能*的超濾、微濾單元代替了複雜的傳(chuan) 統處理工藝，而且出水品質遠高於(yu) 三級出水指標，不但*可以去除汙水中的細菌和懸浮物，對COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之後使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳(chuan) 統預處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長到達-6年。膜集成汙水再生工藝具有係統穩定、維護少、占地小、化學品用量少、流程簡單和運行費用低等優(you) 點。