膜生物反应器技术与市场的发展
摘要:膜生物反应器(MBR)作为一项新型的水处理技术,具有处理效率高、出水水质好、设备占地面积小、运行管理简单等特点,在水处理领域包括自来水供给保障和污水处理回用中得到了迅速发展。本文从技术发展和市场开发两方面对MBR的现状作了扼要评论,通过历史进展的回顾,着重分析了影响MBR发展的一些关键因素,展望了MBR在市政污水和工业废水处理回用中的发展前景。
关键词:膜生物反应器 市场 膜分离 市政污水 工业废水 水处理技术
一、前言
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术,在用于市政污水、食品工业废水、石油化工废水和有毒工业废水的处理以及自来水深度处理中,替代常规水处理工艺中的二沉池,具有高效、节能、无需新增场地、产水水质好等优点。MBR作为一项新型的水处理技术,在过去常因传统技术的存在而备受忽视,但是一系列的数据特别是近年来的发展现状表明,MBR作为一种先进的技术手段已迅速被人们所接受,在构建现代的水处理技术与市场的诸多方面发挥着及其重要的作用。
二、MBR沿革
1、技术沿革
第一个MBR是二十世纪60年代后期,由Dorr-Oliver公司开发的,主要用于船运的污水处理。该工艺基于平板(FS)式超滤(UF)膜,要求高的进水压力,但是渗透通量低。早期的MBR是分置式结构(sMBR),随后发展成目前最具有商用意义的浸没式结构(iMBR)。图1为两种类型的MBR示意图。
70年代,日本NovasepOrelis公司开发了PleiadeFS式MBR系统。到1999年时,全世界已建成125套废水处理量均小于200m3/d的FS式的小型MBR系统,其中大部分建在日本用于生活污水的处理与回用,少部分建在欧洲用于工业废水的处理。从80年代末到90年代初,MBR技术得到了很好的发展。于1980年成立的Zenon环境公司开发了一种MBR系统,即是其早期的第一代ZenoGemiMBR工艺,到1993年该公司又推出了一种Thetford系统,改善的Cycle-Let工艺———用于污水循环再利用的分置式工艺。1993年,Zenon设计了第一套浸没式中空纤维(HF)膜的ZeeWeed组件———ZWl45系列(145平方英尺),随后又研发成功ZW130系列、ZW150系列、ZW500系列、ZW500b,c和d系列。
几乎与Zenon环境公司同一时期,日本政府开展了新生水工程。在这一项目的引导下,Kubota农业机械公司开发了FS式微孔过滤(MF)膜的iMBR工艺,并先后于1990年在广岛(25m3/d)随后于1992年在Sakai-Rinkai公司所在地(110m3/d)进行了小规模的实验验证。到1996年末,有60套Kubota公司的MBR设备在日本投入应用,主要用于人类粪便、生活污水的处理,近年来也用于工业排放废水的处理,其最大的总产水量可达5500m3/d。Wehrle环境公司开发了处理垃圾填埋场渗滤液的MBR。1990年代中期开始研发了使用陶瓷膜的分置式Degremont装置,主要用于工业废水的处理。由于流速较低,因此其市场潜力不如浸没式系统,特别是在市政水处理方面受到了限制。
从研发出第一套浸没式MBR产品,Zenon公司和Kubota公司的产品性能和处理量一直在提高,且呈指数式增长(见图2)。如今,这两大公司基本上垄断了世界MBR市场,Kubota公司主要占有绝大多数的小规模系统,而较大型的MBR系统主要属于Zenon公司。虽然在科威特有最大的膜法处理污水循环设施,其设计生产能力是37.5万m3/d,但是现在全世界最大的MBR却在德国的Kaarst市,其生产能力是5万m3/d。目前,MBR的平均生产能力是189～1890m3/d,但是随着MBR技术的发展,在未来几年内其平均生产能力可望达到4万m3/d以上。
技术研发推进着MBR技术更加完善。浸没式的MBR的技术优势显著,无论是FS的和HF的膜系统,或者是性能有所不同的各种产品,都有可能成功地进入市场。因此,一些MBR厂商将浸没式具有的某些关键技术应用到分置式结构中,例如重点研究改进了分置式的通风技术。仅2005年,全球投资MBR关键技术的研发经费达1200万欧元,其中欧盟投入了600万欧元,加速了MBR市场化。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
膜生物反应器技术与市场的发展.pdf
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
