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      再談MBR:破局的金鑰匙,“333”還有多遠?

      來(lái)源:中國水網(wǎng)更新時(shí)間:2022-09-01

      市政污水處理走到現在面臨兩個(gè)重要問(wèn)題:城市水環(huán)境容量問(wèn)題、污水資源化問(wèn)題。有沒(méi)有可能以并不高昂的成本解決這兩個(gè)問(wèn)題?現在行業(yè)里最聰明的人都在思考,能不能找到足夠好的辦法,既能改善生態(tài)環(huán)境,提高人民的幸福指數,又能提升污水再生利用率?最好還能在超標準完成任務(wù)的基礎上,不增加費用。

      當前的污水處理行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了從粗放走向精細化的階段,需要也能夠做到樣樣切開(kāi)來(lái),放到天平上稱(chēng)一稱(chēng):到底哪一種工藝從成本、從水質(zhì)、從環(huán)境效益來(lái)看是最優(yōu)的。

      目錄

      再談MBR:破局的金鑰匙, “333”還有多遠?

      “333”破解“膜三貴”

      第一個(gè)“3”目標:膜通量告別“精神內耗”

      第二個(gè)“3”目標:氣水比降低,“電老虎”也會(huì )變

      第三個(gè)“3”目標:噸水電耗回歸平民

      結語(yǔ):“333”是打開(kāi)未來(lái)之門(mén)的金鑰匙

      市政污水處理走到現在面臨兩個(gè)重要問(wèn)題:城市水環(huán)境容量問(wèn)題、污水資源化問(wèn)題。有沒(méi)有可能以并不高昂的成本解決這兩個(gè)問(wèn)題?現在行業(yè)里最聰明的人都在思考,能不能找到足夠好的辦法,既能改善生態(tài)環(huán)境,提高人民的幸福指數,又能提升污水再生利用率?最好還能在超標準完成任務(wù)的基礎上,不增加費用。

      當前的污水處理行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了從粗放走向精細化的階段,需要也能夠做到樣樣切開(kāi)來(lái),放到天平上稱(chēng)一稱(chēng):到底哪一種工藝從成本、從水質(zhì)、從環(huán)境效益來(lái)看是最優(yōu)的。

      “333”破解“膜三貴”

      MBR是其中一個(gè)選項??紤]到水回用,MBR優(yōu)勢明顯,因為其出水直接達到回用標準。而且它的出水,對于解決黑臭問(wèn)題也是有很好效果的。MBR的劣勢也很明顯,“膜三貴”大家都知道:買(mǎi)膜貴(投資高)、用膜貴(運行成本高)、換膜貴(壽命短)。

      8月初,E20水網(wǎng)固廢網(wǎng)發(fā)表了《污水處理MBR再次走到變革前夜,時(shí)代呼喚破局者登臺》的行業(yè)論述文章,沉寂良久的MBR行業(yè)掀起了熱烈的討論。針對“膜三貴”,提出的“333”目標能否實(shí)現呢?大家是有疑惑的。

      在文章的留言區有一則評論提到:“‘333’目標要是實(shí)現,那就沒(méi)有其他工藝什么事了,太難了!” 一位膜行業(yè)資深專(zhuān)家也說(shuō):“太難了!目標的實(shí)現不僅僅涉及到膜組器應用層面的提升,更重要的是需要上游膜材料領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng )新?!?/p>

      “究竟有多難?”MBR真實(shí)的現狀水平和發(fā)展動(dòng)態(tài),距離目標還有多遠?懷著(zhù)好奇,通過(guò)走訪(fǎng)、調研和信息收集等方式,我們想進(jìn)一步弄清楚。

      我們再回頭看一下這個(gè)“333”目標:對于日處理規模萬(wàn)噸級以上的城鎮污水處理廠(chǎng)而言,能夠持續穩定運行的膜通量達到30LMH,膜吹掃氣水比降至3:1以下,MBR工藝污水廠(chǎng)全廠(chǎng)運行噸水電耗降至0.3kwh/m3以下。

      專(zhuān)業(yè)人士認為,“333”目標的達成,意味著(zhù)MBR工藝實(shí)現了與傳統工藝相同甚至更低的投資成本、運行成本和全生命周期綜合成本,而MBR工藝占地省、出水可直接回用的優(yōu)勢依然保留,屆時(shí)行業(yè)將會(huì )重新定義。

      第一個(gè)“3”目標:膜通量告別“精神內耗”

      第一個(gè)目標是關(guān)于膜通量。膜通量指的是污水環(huán)境中單位膜面積的可持續產(chǎn)水能力,指的是每平方米膜每小時(shí)可以產(chǎn)多少升水,這個(gè)指標代表著(zhù)膜產(chǎn)水效率的高低。

      膜通量可能是MBR工藝污水廠(chǎng)的廠(chǎng)長(cháng)吐槽最多的地方之一,設備采購時(shí)說(shuō)好的15~18LMH膜通量,可用了兩年左右,膜通量就衰減到10~14LMH,設計的5萬(wàn)噸/天的污水廠(chǎng)的實(shí)際產(chǎn)能,只能降低到4萬(wàn)噸/天甚至更低。一般膜池土建設計有10~20%預留膜位,膜廠(chǎng)家像計劃好的一樣,到點(diǎn)啟動(dòng)二次銷(xiāo)售,讓用戶(hù)再買(mǎi)一些膜把空位填滿(mǎn)。

      所以對用戶(hù)來(lái)說(shuō),有意義的是可持續的膜通量??沙掷m膜通量越高,意味著(zhù)處理相同規模的污水,用的膜面積越少,膜投資成本會(huì )降低,膜池的土建也會(huì )小,噸水膜吹掃的曝氣量也會(huì )小。簡(jiǎn)單地說(shuō),膜通量高可化解“膜三貴”中的買(mǎi)膜貴和用膜貴痛點(diǎn),也有助于減少膜生產(chǎn)制造環(huán)節的碳排放和能源消耗。

      另一方面,可持續的膜通量與膜的使用壽命相關(guān)。膜的使用壽命到期,往往并不是機械結構損壞,而是膜通量出現了不可逆的衰減,頻繁藥洗也難以維持住通量。

      孔徑大于100nm微濾膜的普遍壽命在5年左右,行業(yè)內已出現將膜孔盡可能做小的趨勢。早期歐美市場(chǎng)MBR也曾廣泛使用微濾膜,而近十年已完成了30~40 nm超濾膜對微濾膜的全面替代,這使得歐美市場(chǎng)的MBR膜的使用壽命大幅提升。

      8月在業(yè)內的一個(gè)研討會(huì )上,蘇伊士的羅敏博士做了《可持續的LEAPmbr實(shí)現污水廠(chǎng)升級改造》的報告,提到在歐美市政領(lǐng)域MBR超濾膜的平均壽命已達到12.5年。

      此外,在歐美很多項目中,超濾膜還經(jīng)常在雨季按晴天流量的150~200%的通量運行,具有非常好的流量彈性,這對于污水廠(chǎng)應對雨季峰值流量和水體溢流污染控制,具有良好的應用價(jià)值。隨著(zhù)越來(lái)越多的膜廠(chǎng)家將孔徑小于50nm的超濾膜應用于MBR,膜的使用壽命會(huì )越來(lái)越長(cháng)。

      膜孔徑均勻且開(kāi)孔率高有助于提升可持續膜通量。2021年10月開(kāi)始實(shí)施的《室外排水設計標準》,已經(jīng)將MBR設計平均膜通量高值提高到25LMH。

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