再談MBR：破局的金鑰匙，“333”還有多遠？

時間： 2022-09-01 09:38

來源：中國水網(wǎng)

作者：全新麗

關(guān)于膜通量，多個膜廠家曾提到市政污水廠MBR膜設(shè)備招標(biāo)中常遇到的困惑：“國內(nèi)招標(biāo)文件經(jīng)常會要求平均膜通量小于多少，例如≤15LMH（即對應(yīng)的膜面積不能少于多少平米），生怕供應(yīng)商少給膜，而在海外項目投標(biāo)中，招標(biāo)文件經(jīng)常要求平均膜通量≥26或27LMH。有經(jīng)驗的用戶非常清楚優(yōu)質(zhì)膜應(yīng)該達到的膜通量，膜通量取值低意味著需要更多面積的膜，即使膜廠家不增加膜費用，對客戶來說也意味需要更多的膜池占地面積和土建投資，更多的膜吹掃鼓風(fēng)機投資和膜運行能耗，噸水成本更高。”

據(jù)了解，蘇伊士（原GE）、科氏和世浦泰等在海外市政污水項目的運行平均膜通量多在25~28LMH。此外，世浦泰正在進行平均膜通量30~35 LMH的多個萬噸級MBR項目測試驗證。近些年來，國內(nèi)也有較多膜廠家的膜通量性能得到了大幅提升，例如，碧水源推出了第四代S-MBRU膜組器，其膜通量和膜吹掃氣水比等關(guān)鍵技術(shù)性能，相比其第三代組器均有大幅提升。

MBR膜行業(yè)的第一個“3”目標(biāo)時代已經(jīng)到來。

第二個“3”目標(biāo)：氣水比降低，“電老虎”也會變

膜的運行能耗，是MBR工藝污水廠的業(yè)主方和運營方經(jīng)常抱怨的另一個點，而膜運行能耗占比最大的就是膜吹掃曝氣鼓風(fēng)機的能耗。

膜吹掃氣水比越大，鼓風(fēng)機運行能耗就越高。以往MBR膜高達8~12:1的氣水比，差不多是好氧池曝氣氣水比的兩倍左右，是MBR工藝污水廠全廠能耗最大的環(huán)節(jié)，被稱之為“電老虎”。這樣的高能耗導(dǎo)致一些用過膜的甲方“談膜色變”。

膜吹掃氣水比與膜通量、膜吹掃曝氣方式和膜裝填密度等三個因素均相關(guān)。

通過調(diào)研得知，隨著大氣泡節(jié)能脈沖曝氣技術(shù)的推廣，膜吹掃氣量已大幅下降。例如，碧水源的第四代S-MBRU膜組器采用了大氣泡脈沖曝氣，膜吹掃氣水比其第三代產(chǎn)品大幅下降，膜吹掃氣水比從9:1降低至6:1以下，節(jié)能幅度明顯，完全達到了相關(guān)領(lǐng)跑者標(biāo)準氣水比指標(biāo)中的先進水平，該標(biāo)準中氣水比即是≤6：1。這反映出國內(nèi)MBR膜產(chǎn)品在節(jié)能方面取得的巨大進步。

本月，中信環(huán)境技術(shù)的彭贊國博士在線上行業(yè)分享活動中，介紹了福州市福清融元污水廠案例，該廠憑借雙層膜組器的高裝填設(shè)計，及配套大氣泡脈沖曝氣，實現(xiàn)了美能膜的膜吹掃氣水比近3:1。在采訪中了解到，世浦泰也有多個項目的實際運行膜吹掃氣水比達到了3:1以下。

看來，第二個“3”的目標(biāo)也是可以實現(xiàn)的。

第三個“3”目標(biāo)：噸水電耗回歸平民

根據(jù)新加坡PUB公開的新加坡某MBR污水處理廠的運行數(shù)據(jù)，其全廠運行噸水電耗僅為0.27kwh/m3。

對于日處理規(guī)模萬噸級以上的城鎮(zhèn)污水處理廠，MBR工藝污水廠全廠運行噸水電耗如果能夠降至0.3kwh/m3以下，就意味著基本達到了傳統(tǒng)工藝相同的運行能耗，具有非常重要的意義。

如果要將MBR工藝污水廠的全廠噸水電耗控制在0.3kwh/m3以下，就需要將生化池與膜系統(tǒng)的合計噸水電耗控制在0.23kwh/m3以下，特別要控制好有節(jié)能潛力的三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的電耗。

一是膜吹掃曝氣能耗需要控制在不超過0.04 kwh/m3，對應(yīng)的需要將膜吹掃氣水比控制在不超過3:1，同時采用磁懸浮、空氣懸浮等節(jié)能型鼓風(fēng)機。

二是降低回流泵能耗，區(qū)別于傳統(tǒng)MBR工藝的三級回流方式（膜池回流至好氧池、好氧池回流至缺氧池、缺氧池回流至厭氧池），新加坡PUB公開的新加坡某MBR污水處理廠則采用的是一級回流方式。

在近期的行業(yè)研討中，蘇伊士的羅敏博士和世浦泰的白海龍總工均提到了對傳統(tǒng)的MBR工藝進行優(yōu)化，變?nèi)壔亓鳛橐患壔亓?，大幅降低回流能耗，噸水電耗可控制?.015kwh/m3以內(nèi)。

三是好氧池曝氣采用節(jié)能型的微孔曝氣器等手段實現(xiàn)生化池曝氣能耗的降低，節(jié)能型微孔曝氣器在德國等歐洲國家應(yīng)用較為廣泛，國內(nèi)一些污水廠近幾年也已逐步開始應(yīng)用，基于正常的市政污水進水水質(zhì)，好氧池的曝氣能耗可控制在0.11 kwh/m3以內(nèi)甚至更低。

而其他的用電環(huán)節(jié)，包括厭缺氧池攪拌、膜產(chǎn)水泵、膜化學(xué)清洗等，通常噸水電耗合計在0.065kwh/m3左右。

因此，通過提升膜性能和系統(tǒng)工藝優(yōu)化，即可以實現(xiàn)全廠噸水電耗0.3kwh/m3的目標(biāo)。

此外，業(yè)內(nèi)已有廠家在嘗試MBR重力產(chǎn)水代替泵產(chǎn)水方式。如果膜重力產(chǎn)水將來能夠得到應(yīng)用推廣，則膜系統(tǒng)的運行能耗還將會再降低0.03kwh/m3，更容易實現(xiàn)0.3kwh/m3甚至更低的噸水能耗。

結(jié)語：“333”是打開未來之門的金鑰匙

通過訪談、調(diào)研、資料分析發(fā)現(xiàn)，“333”目標(biāo)正在實現(xiàn)。最吸引人的是，噸水電耗到了0.3度電，意味著MBR工藝在電耗上已經(jīng)和傳統(tǒng)工藝基本持平，糾結(jié)成本的人可以放心了。

運營成本基本不增加的情況下，在現(xiàn)有污水處理廠的基礎(chǔ)上，提標(biāo)改造時采用MBR工藝，順?biāo)浦劬涂梢詫崿F(xiàn)污水資源化，有非?，F(xiàn)實的意義。如果個別條件合適的廠子，再接上RO工藝，就可以直接比肩新加坡的新生水，作為城市的第二水源地了。

在這方面，我國的一些膜應(yīng)用企業(yè)也在往前走。例如金科環(huán)境的唐山南堡污廢水資源化項目，采用高效曝氣生物濾池+超濾+反滲透+陽離子交換器的核心工藝，對含有高硫酸根、高硬度、有機物濃度高且生化性能差的化纖廢水進行深度處理，生產(chǎn)出的高品質(zhì)再生水出售給南堡經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)三友集團化纖企業(yè)，實現(xiàn)“以水養(yǎng)水”，形成了環(huán)境企業(yè)真正的價值增值。

膜行業(yè)確實是今非昔比，通過全行業(yè)的持續(xù)努力，國際和國內(nèi)膜材料和膜應(yīng)用技術(shù)均取得了重大進步?！?33”時代到來，那么“膜三貴”的行業(yè)痛點就會散去。

同時，我們也明顯感受到MBR行業(yè)從業(yè)者想要擺脫過去那種“群膜亂舞”的局面，在當(dāng)前低碳和高質(zhì)量發(fā)展的背景下，都有一種迫切的心情，想要為污水處理及膜行業(yè)尋找出一條面向未來的道路。

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編輯：李丹

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