MBR-国内外技术比较以及发展趋势.pdf

MBR 国内外技术比较及发展趋势 发展过程 20 世纪 60 年代后期，Dorr-Oliver 公司开发研制了第一个商用 MBR ，并将其应用于船 舶污水处理。在此期间，也陆续出现了一些与活性污泥工艺相结合的膜分离系统的小试研究 报道。 20 世纪 80 年代末到 90 年代初，MBR 工艺的商业化进程在各环保公司陆续展开。在美 国，Thetford 公司推出了另外一种分置式膜生物分离系统 Cycle-Let 工艺，用于污水回用。 1980 年泽能（Zenon ）环境工程公司成立，并于90 年代初期开发研制了 Zeno-Gem iMBR 工 艺，1993 年 Zenon 公司并购了 Thetford 。与此同时，在日本政府发起“水再生计划”，促进了 农业机械公司久保田（Kubota ）平板式微滤膜组件 iMBR 技术的开发，随后于 1990 年和 1992 年分别在 Hiroshima 和 Sakai-Rinkai 进行了中试研究。 我国对膜生物反应器的研究虽然起步较晚，但发展速度很快。1991 年，岑运华对膜生 物反应器的应用进行了综述，介绍了 MBR 在日本的研究状况，这是我国学者对膜生物反应 器做的较早的报道。随后，江成璋等人进行了中空纤维膜在生物技术中的应用研究。 从 1985 年以来，我国对膜生物反应器污水处理技术的研究工作开始全面展开，多家科 研院所进行了此方面的研究，清华大学、哈尔滨工业大学、中国科学院生态环境研究中心、 天津大学、同济大学等对膜生物反应器的运行特性、膜通量的影响因素、膜污染的防止与清 洗等方面做了大量细致的研究工作。 虽然我国在 MBR 技术的研究探讨方面取得了显著地成绩，但是同日本、英国、美国等 国家相比，我国的研究实验水平还比较落后，由于国产膜组件的种类较少，膜质量较差，寿 命通常较短，因此在应用中存在一定得问题。 目前MBR 技术主要应用在城市污水处理及建筑中水回用、工业废水处理、微污染饮用 水净化、粪便污水处理等领域。 根据实际应用的需要，未来 MBR 技术的研究重点主要是： 1. MBR 工艺流程形式及运行条件的优化； 2. MBR 污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用； 3. MBR 生物反应器内微生物的代谢特性以及其对出水水质、污泥活性等的影响， 从而确定适宜的微生物生长及代谢条件； 4. MBR 工艺经济性研究。在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计 要求的条件下，MBR 用于污水处理的最大经济流量的确定； 5. 以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行 等为目标，开发新型的膜生物反应器。 国外主要MBR 技术 根据膜结构的不同，目前用于污水处理中的商业化 MBR 污水处理技术可分为 3 种：平 板式（FS ）、中空纤维式（HF ）和多管式（MT ）。 1. 浸没式 FS 技术 1.1 久保田 20 世纪 80 年代末，日本久保田（Kubota ）公司开发了久保田膜组件。1990 年，第一 个久宝田中试设施建成，不久即进入商业化应用阶段。目前全球共建成 2200 余座久保田 MBR ，其中约有 10%的工程位于欧洲。 最早的 FS 微滤膜型号为 510，由一块 0.5mX1m 的膜板组成，厚 6mm，有效膜面积为 0.8 ㎡，膜材料为亲水性氯化聚乙烯膜，目前仍被广泛使用。 1    2002 年，双层 EK 设计的引入使膜过滤效率大大提高。在该设计中，单位占地面积的 有效膜面积加倍，所需扩散室数量减半，且膜组件的成本大大降低，运行费用减少。截至 2005 年 6 月，全球共有 40 余座双层膜装置运行或在建，总处理量超过 250000m³/d 。 单块加长膜板的气流路径更长、膜面积更大，因此成为双层膜组件的合理替代品， 1.2 琥珀技术 琥珀技术公司（Hubert Technology ）的Huber 真空旋转膜产品与其他 iMBR 系统的不 同之处在于其膜组件是可以活动的，该组件以 1-2r/min 的频率旋转。旋转产生的剪切力以及 中央大气泡曝气产生的气体对膜表面的冲刷