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          超濾膜在市政污水應用中的前景
          時間:2016-11-08   來源:廢水回用研究公眾號   作者:   閱讀次數:2449

          膜技術是2l世紀最具有發展前景的高新技術之一,其應用十分廣泛。由于水環境的嚴重惡化和水資源的嚴重短缺問題,使膜技術在水處理方面的應用成為世界范圍科技研究和行業發展的方向和目標。目前國際上膜法深度處理回用系統占城市污水處理回用系統的80%以上。以超濾膜技術為核心的三級水處理系統多用于傳統污水廠提標改造或新建緊湊高效型的污水處理系統,出水水質可穩定到達一級A,處理后出水可安全排放至敏感水環境中、在農業灌溉和工業生產中重復使用,以及地下水回灌。

          市政污水的超濾膜處理應用,在節約使用有限淡水資源的同時,提高污水循環利用率,是解決水環境污染、水資源緊缺和社會經濟可持續發展的有效的途徑。

          超濾膜處理技術

          在污水處理與回用領域中,隨著不同進水水質和處理程度要求,超濾膜的應用主要有三種工藝方式,分別是壓力式膜過濾(CMF),浸沒式膜過濾(SMF),膜生物反應器(MBR)。

          壓力式膜過濾(CMF)是最主要的污水深度處理再生回用技術之一,可廣泛應用于各種污水深度處理回用、大型反滲透(RO )系統前級預處理、海水淡化系統前級預處理等方面。(圖)

          浸沒式膜過濾(SMF)是新型的浸沒式結構的膜元件與連續膜過濾技術相結合而開發出的一種新型膜過濾技術。SMF 可取代傳統水處理工藝中的過濾過程,產水水質優良,可廣泛應用于給水凈化、中水回用、海水淡化等領域。出水水質好、運行穩定,節能降耗,出水濁度小,模塊化結構,占地面積小,該系統最大特點是能耗低,其噸水能耗較CMF 低50%以上,較MBR 低70%以上。(圖2)

          CMF 和SMF主要用于處理清液,對于大型市政污水廠排放的水需要部分回用或制備高品質再生水,使用CMF/SMF 技術就顯得更加經濟、合理和靈活,這種技術特點是污水處理和再生水處理相對獨立,互不干擾,而且由于這種情況可以設置較高的膜通量因此系統投資成本較MBR 膜系統投資節省70%以上,是一種節能、經濟、高效、安全的污水回用技術,也是目前污水處理回用的主流技術,適用于大型和超大型再生水工程。

          超濾膜品牌方面,目前應用較多的產品主要來自一些國際廠商,分別是陶氏化學(Dow-Filmtec)、通用公司(GE-Osmonics)、海德能公司(Hydranautics)、東麗(Toray)、科氏(Koch)和Trisep公司等.國內方面,起步比較晚,其中比較知名的有津膜科技、賽諾、山東招金、杭州求是、東洋環境等。

          陶氏超濾膜

                                         

          膜絲采用改性PVDF材質,化學穩定性高以適應化學清洗劑,親水性好以提高抗污染,抗拉、抗壓強度高。

          賽諾

                                               

          采用熱致相分離法制備聚偏氟乙烯中空纖維膜;機械性能和耐化學性能優異。

          求是膜

          高通量,分布均勻,結合緊密,防止由于纖維裸露而引起的流動阻力及吸附污染問題。

          東洋環境

          超濾膜特點0.03μm的公稱膜孔徑可有效去除細菌、病毒、顆粒物以及膠體等;其2860組建尺寸可無縫替換某國外知名品牌。采用特有的共混配方使得膜絲的抗拉和抗壓機械強度大大提高,從而更好地適用于廢水或者廢水回用處理時惡劣的運行狀況和清洗條件,消除(彌補)了其他膜機械強度低的缺陷。

          膜生物反應器(MBR)技術是一種膜法污水處理技術,雖然投資成本較大,但其占地面積少、污泥少、運行自動化、直接產生再生水的特點使得項目可以獲得相對較高的整體效益。從國際國內經驗來看,近年來MBR 的投資和運營成本已經顯著降低,主要體現在能耗上,目前最好水平每噸水耗電0.4 Kwh,比傳統工藝僅高出0.1-0.15 Kwh/噸水;另外,國產膜材料的大規模應用也進一步降低了MBR 投資費用。日益嚴格的排放標準和人們對于再生水利用的重視使得應用MBR 技術的性價比在不斷提升。(圖3)

          超濾膜在市政污水處理領域發展迅猛

          近年來,我國生活污水排放量持續增加,工業廢水排放規模依舊非常龐大,而且隨著國家排放標準的不斷提高,為達標將會有越來越多的工業企業主動采用膜產品。與此同時,市政污水處理需求量增長迅速,將逐漸成為行業未來發展的重點。預計截至到截至2020年我國膜法水處理行業市場規模將達1600億元。

          市政污水商機

          1. 節能降耗空間

          參考美國和日本的電耗水平,我們預估我國污水處理廠能耗的節能空間達到每年約40億千瓦時。以電費0.6元/度計,我國城鎮污水處理廠6年可節省電費約140億元,我國城鎮污水處理廠有望出現百億級的節能改造市場。

          2、污水廠新增規??臻g

          城鎮化率從54.77%提高到60%,城鎮人口要從6.02億提高到6.59億。黑臭水體治理在大量的節污當中,必然帶來折污比例的上升。一個城市需要配備更多的污水處理廠。這些數字相加之后可以得到一個數字,我們要擴建4000萬噸的污水處理,2020年要達到2億噸。該部分領域的市場規模約為880億。

          3、提標改造

          大家知道,水十條當中提到敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域),以及建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市的新建設施需達到一級A。

          目前,水十條要求下的污水廠情況為:,13%是一級及以下,49%是一級B,38%是一級A。水十條的提標改造空間我們認為是400億。

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