與傳統的水處理工藝相比,近幾年來,隨著膜技術的不斷普及和其優良性能,采用膜技術來實現水處理已經是很普遍的一種方案。
這一期我們以當下比較熱的板框式、中空纖維式膜組件組成的膜生物反應器(MBR)具體案例,來看看水處理過程采用膜技術的應用性能。
MBR
膜生物反應器(MBR)用膜對生化反應池內的含泥污水進行過濾,實現泥水分離。一方面,膜截留了反應池中的微生物,使池中的活性污泥濃度大大增加,達到很高的水平,使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底,另一方面,由于膜的高過濾精度,保證了出水清澈透明,得到高質量的產水。
不管被處理的污水類型如何,也不管采用何種商業化的 MBR 工藝,對于所有的好氧 MBR 工藝而言,都能獲得非常高質量的出水水質。所有 MBR 的共同特點是:有機物與營養物質的高速度和高效率去除、固體物質完全去除、優良的消毒特性以及占地面積小。
膜生物反應器(MBR)由膜的使用狀況不同分為內置式和外置式兩種。內置式是將膜直接浸漬于生化反應池中,直接從膜元件中抽出凈水,而外置式則是用泵將生物反應池的水通過膜組件進行錯流過濾循環,得到潔凈的透過水。內置式膜反應器由于操作壓力低,使用的膜面積較大,而外置式膜生物反應器由于是在泵的壓力下大流量循環錯流過濾,膜的通量較大,使用的膜面積較小,但動力消耗較大。
目前,世界上投入運營的膜生物反應器大約有 55%是內置式的。
不同膜組件下的項目實例
板框式膜組件
一、生活污水處理項目案例:
名稱:某市黑臭水體項目治理工程
工藝裝置:瑞杰特板框式MBR一體化裝置
效果:
運行成本情況:
電費——總裝機功率為102.5kW,總運行功率為50.9kW,電價按0.5元/(kW˙h)計,則電費為0.61元/m³ 。
藥劑費——主要為膜清洗所用藥劑費用,約為0.06元/m³ 。
人工費——擬配置1人,工資為2000元/月,則人 工費為0.067元/m 3 。
綜合上述費用,不考慮折舊、設備檢修、檢測等費用,直接運行費用為0.738元/m³。
二、化工領域污水處理項目案例:
1.名稱:某制藥廢水處理項目
工藝裝置:國禎久保田平板膜MBR裝置
處理廢水量為2500m³/d,產水符合國家標準。
2.名稱:神華甲醇下游加工污水處理生化裝置項目
工藝裝置:國禎MBR平板膜
特點:在處理煤化工高濃度廢水的領域中,已經有一些膜技術企業做到了。
此外,據我們收集匯總相關項目案例情況,可以看到MBR平板膜在醫藥、食品、發電、機械加工、化工。城市污水領域都有所涉及。
板式膜的優點 :
1、可選擇的膜種類多。
2、可通過增減膜板、膜片來在一定允許幅度內調整處理量。
3、結構簡單,對壓力變動和現場作業的可靠性大,易于操作。
4、開放式流道,堵塞后可拆下膜板膜片清洗,膜的更換和維護較容易。
中空纖維式膜組件
一、生活污水處理項目案例:
1.名稱:某市再生水廠水處理20000t/d 工藝裝置:內襯增強型PVDF中空纖維膜
效果:處理生活污水時,系統出水水質優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準,其中CODcr、BOD5、氨氮可達到地表水Ⅳ類標準。
運行成本: 工程建設總投資13313.46萬元,其中直接工程費用6358.78萬元,單位投資費用3179.39元/t水。
運行費用:年運行成本688.23萬元
電費0.45元/t水,藥劑費0.124元/t水,人員工資0.091元/t水,污泥外運及處置費0.007元/t水,日常檢修維護費0.067元/t水,大修費0.10元/t水,管理費0.103元/t水,
綜上:運行成本合計0.942元/噸水。
2.名稱:某市污水處理廠 工藝裝置:碧水源地下式MBR污水處理工藝
處理規模:150000m³/d
效果: 處理能力相同情況下,只占傳統地面式污水處理廠的面積的三分之一。污泥量約為常規活性污泥法的四分之一到三分之一之間。同時實現了好氧無磷排泥出水SS接近于零。
二、化工領域項目案例:
名稱:某煤化工集團年產醋酸40萬噸系統配套建設1座原水凈化站及預脫鹽水站項目。
工藝裝置:賽諾中空纖維膜超濾系統
效果:該項目處理量為3萬噸每小時,每套使用賽諾膜SMT600-P50組件104支,共計4套,膜使用量416支組件,運行通量63.2 LMH,回收率>90%。后期反滲透項目處理量為2.8萬噸每天,每套使用陶氏 BW30-365-FR 膜315支,共計4套,膜使用量1260支,運行通量20 LMH,回收率>70%。在處理量高達30000m³/d,以及水分復雜的情況match下依舊運行穩定,產水符合國家標準。
進水水質信息:
出水水質信息:
中空纖維膜有熱法和濕法兩種不同的制造工藝,因此在使用場合上也有不同。在飲用水凈化、廢水處理、脫鹽和中水應用、以及海水淡化等其他領域都有應用。
部分纖維膜MBR工藝處理范圍和用途
隨著我國凈水及污水處理標準的不斷攀升,膜技術已經從工業水處理行業轉移至凈水、市政污水及給水領域。
據統計,全球膜銷售額每年以14%~30%的速度增長。膜分離在廢水處理中已得到了廣泛的應用,并將會成為主要的先進廢水處理技術,有著廣闊的發展前景。