2004年度工作計(jì)劃

1、梁國明中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 研究員上海斯納普膜分離科技有限公司 總經(jīng)理,浸沒式平板膜及其在污水處理MBR中的應(yīng)用,什么是膜生物反應(yīng)器（MBR）MBR和活性污泥法的區(qū)別MBR的主要特點(diǎn)MBR的應(yīng)用領(lǐng)域MBR技術(shù)發(fā)展的影響因素 MBR用膜及組件形式平板膜的技術(shù)優(yōu)勢MBR系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)平板膜MBR工程應(yīng)用案例國產(chǎn)平板膜的發(fā)展史,膜生物反應(yīng)器（MBR）是…,生化處理工藝和膜分離工藝的結(jié)合（集成技術(shù)）利

2、用膜分離功能將微生物和水分離，微生物濃度提高，產(chǎn)出水清澈透明。結(jié)論：兩者的結(jié)合，效果1+1＞2,平板膜--生物反應(yīng)器（MBR）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,活性污泥,氣泡,膜出水,抽吸泵,風(fēng)機(jī),膜片,曝氣管,,,,,進(jìn)水,,,,MBR與活性污

3、泥法的區(qū)別,污水,,,,,,,,出水或中水回用,,,,,,,,,,,污泥排放,,,,,,,,,,,,,,污泥排放,污泥回流,,浸沒式膜組件,沉淀池,,,沉淀池,出水,傳統(tǒng)活性污泥池,,,污水,,MBR工藝,傳統(tǒng)活性污泥工藝,,MBR的主要特點(diǎn),提高和穩(wěn)定的處理出水水質(zhì) 保證微生物活性污泥和細(xì)菌的可靠截留 通過提高好氧反應(yīng)池的活性污泥濃度提高處理效率優(yōu)化和提高了傳統(tǒng)工藝的處理能力節(jié)約了二沉池可為后續(xù)的深度處理工藝（如納濾、反滲

4、透）做預(yù)處理。,MBR的應(yīng)用領(lǐng)域,傳統(tǒng)生物方法能夠處理的可生物降解的污水傳統(tǒng)污水處理后廢水需要深度處理的場合企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)而污水處理場地?zé)o法擴(kuò)大的場合中水回用,MBR技術(shù)發(fā)展的影響因素,關(guān)于城市污水處理和工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格的新立法；地區(qū)性水資源短缺；設(shè)置激勵政策，鼓勵污水處理技術(shù)，特別是污水回用技術(shù)的改進(jìn)； 投資費(fèi)用的降低；對MBR技術(shù)信心的增強(qiáng)及接受度的提高。,MBR用膜及組件形式,1A,10A,100A,1000A,

5、1μ,10μ,100μ,1mm,過濾,微濾,MBR用膜,超濾,納濾,反滲透,MBR膜孔徑,膜的孔徑與污染物顆粒直徑相差越大，膜越不容易污染。,膜的外置式與內(nèi)置式MBR,外置式MBR通常采用管式膜元件，其優(yōu)點(diǎn)是濾膜的維修更換方便，缺點(diǎn)是為獲得穩(wěn)定的通量，循環(huán)水需要高達(dá)5米/秒的流速，動力消耗大；內(nèi)置式MBR采用負(fù)壓產(chǎn)水，而且不需要大量的循環(huán)水，所以動力消耗低，節(jié)能明顯。,內(nèi)置式（浸沒式）MBR的組成要素,濾膜，包括膜組件的設(shè)計(jì)和通量的

6、維持；進(jìn)水，包括進(jìn)水特性和預(yù)處理；對膜和主體微生物的曝氣；污泥排放和污泥停留時間；生物活性和微生物特性。,內(nèi)置式MBR對濾膜的要求,污泥存在的要求：良好的抗污染性強(qiáng)大曝氣的要求：良好的機(jī)械強(qiáng)度負(fù)壓產(chǎn)水的要求：較低的濾膜阻力化學(xué)清洗的要求：良好的化學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)水水質(zhì)的要求：良好的孔徑一致性,內(nèi)置式的平板膜和中空纖維膜,浸沒式平板膜,中空纖維膜（簾式膜）,在日本建成的MBR系統(tǒng)中，平板膜與中空纖維膜的使用比例約為5：5；在韓

7、國這一比例約為3：7，并且呈逐年上升之勢；在中國，由于MBR的應(yīng)用起步較晚，且平板膜相對價(jià)格較高，目前大量采用中空纖維式，平板膜的使用量還比較少，但是隨著人們對平板膜認(rèn)識的逐步加深，雖然一次投資比較大，但從使用壽命，日常維護(hù)等綜合指標(biāo)考量，平板膜的使用成本與中空纖維相當(dāng)，平板膜在中國MBR系統(tǒng)中所占比例也將向發(fā)達(dá)國家一樣達(dá)到一個相當(dāng)高的水平。,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,平板膜的結(jié)構(gòu),膜材質(zhì)：聚偏氟乙烯（PVDF）膜性質(zhì)：超微濾膜過濾形式：

8、負(fù)壓抽吸,平板膜組件的結(jié)構(gòu),曝氣系統(tǒng)微生物供氧沖刷膜表面水利攪拌膜箱系統(tǒng)固定每一片平板膜收集膜產(chǎn)水,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,更好的抗污染性能：適應(yīng)更高的活性污泥濃度；不會出現(xiàn)泥坨；通過氣水混合物在膜片表面的沖刷作用，很好的清除膜表面的附著物，保持膜通量。,中空纖維膜,平板膜,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,,出水水質(zhì)穩(wěn)定：由于濾膜牢固地焊接在高強(qiáng)度支撐板上，不會出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，所以出水水質(zhì)穩(wěn)定，這在有深度NF或RO的處理的時候尤其重要；

9、,中空纖維膜的斷絲,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,不需要離線清洗，維護(hù)方便平板膜不需要離線清洗，只需要在線化學(xué)清洗即可恢復(fù)通量，把調(diào)配好的藥劑從抽吸口回灌入膜片中，浸泡一段時間即可。而且清洗周期長，生活污水3個月以上。,濾膜壽命長一般平板膜的實(shí)際使用壽命可以達(dá)到5年以上，最長使用壽命已經(jīng)到達(dá)8年以上。,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,平板膜的技術(shù)優(yōu)勢,膜片更換過程簡單由于平板膜組件獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使得在膜片損壞更換過程中，膜片可單張更換，無需更換支架。,MB

10、R系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),液體抽吸：對于浸沒式MBR，維持運(yùn)行所需的總壓力損失很小，可以忽略。在此類裝置中壓力損失主要由跨膜壓差引起，所以通過觀察抽吸壓力的變化可以判斷濾膜是否已經(jīng)污染。,MBR系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),膜的維護(hù)膜的物理清洗和化學(xué)清洗液是影響運(yùn)行成本的重要因素；是否需要物理和化學(xué)清洗有膜和工藝構(gòu)型，進(jìn)水水質(zhì)決定。普通運(yùn)行工藝的清洗方法一般有膜制造公司提供，但對特殊污水會根據(jù)具體應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整。,曝氣曝氣量首先與生物反應(yīng)器所需的空氣量

11、有關(guān)，主要起到攪拌和提供溶解氧以維持一定的微生物量。MBR系統(tǒng)中曝氣非常重要，它可以將固體物質(zhì)從膜表面沖刷下來。MBR系統(tǒng)的能耗主要是曝氣能耗。,MBR系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),平板膜MBR工程應(yīng)用,處理工藝組合,生活污水案例,MBR處理生活污水的效果,膜的臨界過濾通量：400-450升／米2日容積負(fù)荷：BOD原液171.1mg／L，出水3.5mg／L，日處理69M3，污泥混合液體積8M3：容積負(fù)荷：1.45kgBOD／m3d,,MBR

12、系統(tǒng)進(jìn)、出水COD濃度變化情況,MBR處理生活污水的效果,MBR系統(tǒng)進(jìn)、出水BOD濃度變化情況,MBR處理生活污水的效果,,MBR系統(tǒng)進(jìn)出水SS變化情況,MBR處理生活污水的效果,MBR處理生活污水(中試)的基本數(shù)據(jù),上海崇明東灘國際濕地公園（200T/d）,昆明機(jī)場工地生活污水處理（100T/d）,冷軋廢水,寶鋼集團(tuán)冷軋廢水站改造項(xiàng)目對冷軋堿性含油廢水進(jìn)行處理，前處理采用催化氧化＋生化MBR工藝，MBR工藝出水需進(jìn)行除鹽，使電導(dǎo)率小于

13、1500μS/cm后，達(dá)到二類串接水標(biāo)準(zhǔn)滿足生產(chǎn)回用。 該工程于2009年5月順利完成，進(jìn)入運(yùn)行階段。該工程的成功實(shí)施是我國在冷軋廢水回用處理領(lǐng)域的一大突破。設(shè)計(jì)水源：冷軋堿性含油廢水,,,冷軋廢水,MBR出水結(jié)果 CODCr≤70mg/l；電導(dǎo)率≤4000μS/cm懸浮物≤5mg/l；濁度≤5NTU；油≤3mg/L；氯離子≤800mg/l；pH：6~9；溫度5~40℃,寶鋼冷軋堿性含油廢水：處理能力：160M3/h

14、使用平板膜8960片，膜面積13440M2投運(yùn)時間：2009年5月,中國平板膜的發(fā)展歷程,中國平板膜的發(fā)展歷程---研發(fā),2002年中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所（SINAP）在中國第一家研制出沉浸式平板膜。膜材質(zhì)：PVDF膜孔徑：0.1微米膜孔結(jié)構(gòu)：不對稱膜,平板膜的發(fā)展歷程---研發(fā),2003年上海嘉定污水處理廠建立了日處理能力為60M3的平板膜生物反應(yīng)器中試裝置。 處理生活污水的穩(wěn)定產(chǎn)量達(dá)到500L/M2d。,

15、與此同時，清華大學(xué) 、天津大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)以及中科院北京生態(tài)中心等共同承擔(dān)的國家863項(xiàng)目也將平板膜作為研究內(nèi)容之一，主要由同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)平板膜生物反應(yīng)器的研究；中科院上海應(yīng)用物理研究所為同濟(jì)大學(xué)提供了濾膜和平板膜元件。,中國平板膜的發(fā)展歷程---研發(fā),2003年：國產(chǎn)平板膜首次商業(yè)使用,2003年，采用平板膜生物反應(yīng)器技術(shù)處理洗衣廢水的一體化設(shè)備在上海城市酒店建成投入使用。,中國平板膜的發(fā)展歷程---商業(yè)應(yīng)用,上海松江垃圾填埋

16、場滲濾液處理（150M3/d）,2004年：第一個采用國產(chǎn)平板膜處理垃圾滲濾液項(xiàng)目,中國平板膜的發(fā)展歷程,2008年：國產(chǎn)平板膜生產(chǎn)首次采用焊接技術(shù),2008年第一塊采用超聲波焊接技術(shù)生產(chǎn)的平板膜（通常說的第三代）在上海斯納普膜分離科技有限公司投入批量生產(chǎn)，標(biāo)志著中國平板膜生產(chǎn)技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。,中國平板膜發(fā)展歷程,2009年：平板膜用于南極科考隊(duì)中山站的MBR系統(tǒng)（30M3/d）,2009年：國產(chǎn)平板膜單項(xiàng)工程膜面積首次超萬

17、,2009年5月，由上海斯納普公司提供平板膜的寶山鋼鐵廠冷軋廢水處理項(xiàng)目投入運(yùn)行，使用的濾膜面積達(dá)到13440M2，是中國已經(jīng)投入正常運(yùn)行的最大的平板MBR，標(biāo)志著中國平板膜的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)登上了一個新的臺階。,中國平板膜的發(fā)展歷程,2010年：中國產(chǎn)平板膜批量出口,2010年3月，隨著整集裝箱平板膜出口到韓國，標(biāo)志著中國平板膜已經(jīng)走出國門，批量出口國際市場；2010年5月，平板膜整集裝箱出口俄羅斯；2011年，中國平板膜已出口到近

18、二十個國家和地區(qū)。,中國平板膜的發(fā)展歷程,中國平板膜發(fā)展的里程碑,2001年，開始研制（中科院上海應(yīng)用物理研究所）；2002年，第一張平板膜面世（應(yīng)用物理所）；2003年，首次商業(yè)使用（上海城市酒店洗衣廢水）；2008年前，日處理百噸級項(xiàng)目；2009年，日處理數(shù)千噸級項(xiàng)目相繼建成投入使用（上海寶鋼等）；2010年，開始批量出口；2011年，大量出口。2012年，中國出口海外的單項(xiàng)最大的平板膜工程TOYOTA泰國工廠MBR工