膜生物反应器的技术经济分析_郑祥
膜生物反应器技术与市场的发展
食品加工 废水
味精废水 啤酒废水
表 ２ ＭＢＲ 在食品工业方面的应用实例
ＭＢＲ 应用实例 进 水 流 量 ５．７Ｌ／ｄ， 空 气 流 速 １５～２０Ｌ／ｍｉｎ， 操 作 温 度 ２５～２８℃时 ， ＢＯＤ５ 去 除 率 ９９％， ＣＯＤ 和 ＴＯＣ 去 除 率 分别为 ８５％ 厌氧 ／好氧式 ＭＢＲ 工艺， ＣＯＤ、ＮＨ４＋－ Ｎ 和 ＴＮ 去除率分别为 ９４％、９１％和 ７４％； ＣＯＤ 和 ＴＮ 的最大处理量 分别为 ３．４ｋｇＣＯＤ ／（ ｍ３·ｄ） 和 １．２６ｋｇＮ ／（ ｍ３·ｄ）
ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｊｓｂｗａｔｅｒ．ｃｏｍ
Ｍａｒｋｅｔ
市场
膜生物反应器技术与市场的发展
文 ／ 冯文婕， 蔡邦肖（ 浙江工商大学食品、生物与环境工程学院膜科学与工程研究所， 杭州 ３１００３５）
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。
1993年被thetforc收购wehrle外置多管式biomembrat系统的商业化应用mitsubishirayon开发浸没式hfsteraporetmmbr卧式装置2000年代初期usf垂直状浸没式hfmemjet系统的商业化应用htuber旋转式fsmbr的商业化应用noritxflow开发了分置式通风多管式系统puron垂直状浸没式hf膜被koch收购后得到了商业化应用kolon和pata韩国引入了垂直状浸没式hfmbrtoray开发了fsmbrmisubishirayon开发了垂直状浸没式hfmbrasahikasei开发了垂直状浸没式hfmbrmbr在食品工业方面的应用实例废水类型mbr应用实例食品加工废水进水流量57ld空气流速1520lmin操作温度2528时bod去除率99cod和toc去除率分别为85tn去除率分别为9491和74
膜生物反应器的技术经济分析
膜生物反应器的技术经济分析引言膜生物反应器（Membrane Bioreactor, MBR）是一种将生物反应器和膜分离技术结合的高效生物处理系统。
相比传统的生物反应器，膜生物反应器具有更高的有机物和悬浮物去除效率，能够减小反应器尺寸，提高处理效率，降低处理成本。
本文将从技术和经济两个方面对膜生物反应器进行分析。
技术分析工作原理膜生物反应器将生物反应器与膜分离技术结合，通过膜的筛选作用将水中的悬浮物和微生物分离出去。
膜生物反应器主要由生物反应器和膜组成。
废水经过生物反应器进行生物降解处理，同时通过微孔滤膜进行物理过滤，将微生物和悬浮物截留在反应器内部，而将处理后的清水从膜的另一侧输出。
这种膜的筛选作用不仅能够提高废水的处理效率，还能够有效阻止微生物的溢出，提供更高的水质稳定性。
优点相比传统的生物反应器，膜生物反应器具有以下优点：1.高效处理：膜的筛选作用提高了废水的处理效率，能够有效去除有机物和悬浮物，同时保持更好的水质稳定性。
2.尺寸小、占地面积少：由于膜的使用，膜生物反应器相比传统生物反应器需要更小的反应器体积，从而减小了整个处理系统的占地面积。
3.可适应多种污染物：膜生物反应器适用于处理各种类型的废水，包括城市污水、工业废水以及含有高浓度有机物的废水。
缺点虽然膜生物反应器具有许多优点，但也存在一些局限性和挑战：1.膜污染问题：膜生物反应器运行一段时间后，膜上会积聚微生物和有机物，形成膜污染。
膜污染会降低处理效率，增加系统维护和清洗的成本。
2.高成本：相比传统生物反应器，膜生物反应器的建设和运营成本较高。
膜材料、膜模块、设备维护等方面都需要较高投入。
经济分析成本分析膜生物反应器的建设和运营成本主要包括以下几个方面：1.设备和设施费用：膜生物反应器需要购买反应器、膜组件、泵和管道等设备，还需要建设配套的设施和生化处理系统。
2.能源费用：膜生物反应器需要用电进行运行，同时也需要供给空气等能源，这些能源费用将成为系统运营的一部分。
人大考研-环境学院研究生导师简介-郑祥
爱考机构-人大考研-环境学院研究生导师简介-郑祥郑祥，中国人民大学环境学院环境科学与工程系系主任。
副教授，硕士生导师。
2003年毕业于中国科学院生态环境研究中心获博士学位。
郑祥博士长期致力于膜分离技术、水污染控制技术、公共卫生安全领域的研究。
在环境系统中病源微生物污染的控制、新型膜生物反应器系统开发、高浓度难降解有机废水处理等技术与新工艺的研究开发中取得了创新性成果。
目前主持―国家自然科学基金‖、―霍英东教育基金‖等多项国家及省部级课题。
已在国内外学术期刊上发表论文50多篇，其中SCI论文14篇，EI收录14篇，ISTP收录8篇。
从2008至今，主持编写7部行业分析报告：《2008中国膜产业发展报告》、《2008膜生物反应器行业分析报告》、《2009中国膜产业发展报告》、《2009膜生物反应器行业分析报告》、《2010中国膜产业发展报告》、《中关村膜产业发展报告-2012年》《2012-2013中国水处理行业可持续发展战略研究报告——膜工业卷》。
2008年入选北京科技新星，2010年入选中国人民大学明德青年学者，2012入选教育部―新世纪优秀人才‖。
1基本资料姓名：郑祥性别：男民族：汉最后学历：博士专业职称：副教授行政职务：环境科学与工程系系主固定电话：82502694电子邮件：Zhengxiang7825@办公地址：科研楼A座703联系地址：中国人民大学科研楼A座802室环境学院办公室转交（100872）2教育背景2009.12-2010.02：德国卡塞尔大学，访问学者，教育部与德国德意志研究联合会(DFG)资助2008.11-2008.12：中国社会科学院与意大利环境、领土与海洋部联合举办的―生态管理：战略与政策‖高级培训班（第六期），学员1998.09-2003.06：中国科学院生态环境研究中心，环境工程专业，博士1994.09-1998.07：武汉大学环境科学系，环境科学专业，学士3工作经历2005.07-今：中国人民大学环境学院环境科学系，副教授；2003.09-2005.06：哈尔滨工业大学环境工程博士后流动站，博士后4研究兴趣与研究领域膜分离技术在水处理中的研究及应用污水处理系统中的公共卫生安全问题研究城市水体面源污染控制技术研究5教授课程现代环境生物技术膜分离技术：理论与应用）微生物学6科研项目[6]2012.01-2015.12，―十二五‖农村领域国家科技计划课题,北运河水系中游段生态治理关键技术与示范课题：村镇生态环境保护专项标准体系构建技术研究，研究任务负责人[5]2012.01-2015.12，中国人民大学科学研究基金项目（―研究报告系列‖）：中国水处理行业可持续发展战略研究报告，负责人[4]2010.07-2013.12，城市水资源与水环境国家重点实验室开放研究基金：以非常规水源补给的城市水域病原微生物风险及其控制，课题负责人[3]2010.09-2011.12，环境水质学国家重点实验室开放基金：北京温榆河水系微生物污染调查及其控制对策研究，课题负责人[2]2008.01-2012.06，霍英东教育基金优选资助课题：生活垃圾小型可持续填埋技术研究，课题负责人[1]2008.01-2010.12，国家自然科学基金：病毒在城市污水处理系统中的行为归趋及其削减途径研究，课题负责人7近三年学术成果7.1论文：[27]ZhiweiWang,HongguangYu,JinxingMa,XiangZheng*,ZhichaoWu，Recentadvancesinmembranebio-technologiesforsludgereductionandtreatment，biotechnologyadvances,/10.1016/j.biotechadv.2013.02.004(SCI)[26]LeiYUAN,XiangZHENG,KaijiaoDUAN,HaoHU,JinggangW ANG,SeongIhlWOO,ZhimingLI U,TheeffectofpreparationconditionsofPt/Al2O3onitscatalyticperformancefortheH2-SCRintheprese nceofoxygen,Front.Environ.Sci.Eng.DOI10.1007/s11783-013-0512-5,2013(SCI)[25]RONGCHENG,XIANGZHENG,JIAN-LONGW ANG，NanoscaleFe0ParticlesforPentachlorophenolRemovalfromAqueousSolution:TemperatureEffectand ParticlesTransformation，J.NanoscienceandNanotechnology(JNN),2013(SCI，accepted) [24]XiangZheng,MiaoYu,HengLiang,LuQi,HongZheng,HaraldExler,WernfriedSchierandFranz-Be rndFrechen.MembranetechnologyformunicipaldrinkingwaterplantsinChina:progressandprospect，DesalinationandWaterTreatment,2012.49,1-3：281-295(SCI)[23]LuQi,Hong-chenWang,XiangZheng,Gui-baiLi.Effectsofnaturalorganicmattersmolecularweight distributionontheimmersedultrafiltrationmembranefoulingofdifferentmaterials.DesalinationandWat erTreatment,2012(50:1-3):95–101.(SCI)[22]LuQi,RongCheng,Hong-chenWang,XiangZheng,Guang-mingZhang,Gui-baiLi.Recycleofalum sludgewithPAC(RASP)fordrinkingwatertreatment.DesalinationandWaterTreatment,2011(25):170–175.(SCI)[21]ZHENGXiang,ZHOUY ufenandCHENShaohua,HongZheng,ChixingZhou,SurveyofMBRmark ettrendsandperspectivesinChina,Desalination,2010(250):609-612(SCI,EI)[20]QiaolingLiu,YufenZhou,LingyunChen,XiangZheng﹡，ApplicationofMBRforHospitalWastewaterTreatmentinChina,Desalination,2010(250):605-608(SCI,EI)[19]郑祥，雷洋，陈迪，王志伟，膜吸附反应器（MABR）对饮用水系统中病毒的去除，中国科学：化学.2012,42(10):1479-1486.[18]郑祥，雷洋，陈迪，程荣，纳米TiO2对模型病毒——f2噬菌体的吸附特性，中国科学B：化学，（已接收）[17]杨勇，魏源送，郑祥﹡，王亚炜，北京温榆河流域微生物污染调查研究，环境科学学报，2012，32（1）：9-18[16]管策，魏源送，郑祥.镁橄榄石与钢渣除磷特性的比较研究,农业环境科学学报（已接收）[15]陈迪，管策，郑祥﹡，魏源送，杨勇四种人工湿地填料对模型病毒-f2噬菌体的吸附特性,,农业环境科学学报（已接收）[14]陈迪，杨勇，郑祥﹡，魏源送,河流生态治理中人工湿地对病原微生物去除的研究进展,农业环境科学学报（已接收）[13]陈迪，郑祥*，王琪，中国水资源的战略补充：海水淡化工程进展，中国人口、资源与环境，2012年专刊（20），481-487[12]管策，郁达伟，郑祥*，魏源送.我国人工湿地在城市污水处理厂尾水脱氮除磷中的研究与应用进展,农业环境科学学报.2012,31(12):2309-2320.[11]于淼，魏源送，郑祥，温榆河水化学特征演变及其影响因素分析，环境科学学报，2012，32（1）：1-8[10]周玉芬，郑祥﹡，雷洋，陈迪，活性污泥对病毒的生物吸附特性，环境科学,2012,33(5):1021-1624[9]郁达伟，郑祥﹡，许瑞娜，肖庆聪，膜技术在电力行业中的应用-中国给水排水，2012，28（2）：1-5[8]林心颖，郑祥，―绿色信贷‖制度缺陷的多维博弈分析，中国人口、资源与环境，2011，21（2011中国可持续发展论坛专刊）：76-84[7]杨勇，王玉明，王琪，杨烨，孙翀，郑祥﹡，我国城镇污水处理厂建设及运行现状分析，给水排水，2011，38（8）：35-39[6]肖庆聪，郁达伟，郑祥﹡，膜技术在钢铁行业中的应用，水工业市场，2011，8，72-76 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neseMaterialsConference,July13-16,2012,Taiyuan[40]X.Z.Zheng,X.Zheng﹡,H.Z.Zhao，Comparativestudyofvirusremovalbyaluminumusingelectrocoagulationandchemicalcoagulation，The8thInternationalConferenceOnSustainableWaterEnvironment,July18-19,2012,Guilin(PosterPre sentation)[39]郑馨竺，郑祥﹡，Comparisonofvirusremovalbyelectrocoagulationandchemicalcoagulation，环境模拟与污染控制国际学术研讨会暨第七届环境模拟与污染控制学术研讨会，2011年11月24至25日，清华大学[38]林心颖，郑祥，―绿色信贷‖实施中制度缺陷的多维博弈分析，2011中国可持续发展论坛，珠海，2011年11月18-19日[37]雷洋，郑祥﹡，王艳芹，膜生物反应器（MBR）在饮用水与污水系统中对病毒的去除研究，第七届膜与膜过程学术报告会，浙江大学，2011，11月4-7日，杭州[36]郑祥，王琪，陈迪，杨烨，膜技术在公共卫生敏感领域的应用前景，第三届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会（大会报告），2011，9月南京，6-10[35]周玉芬，郑祥﹡，雷洋，陈迪，李锋民，活性污泥对病毒的生物吸附特性，ConferenceOnEnvironmentalPollutionAndPublicHealth（CEPPH2011），武汉，2011，9 [34]肖庆聪，郁达伟，郑祥﹡，邱天然，膜技术在钢铁行业中的应用，2011年中国工业废水处理高峰论坛，北京，2011年6月8-9日[33]郁达伟，肖庆聪，郑祥﹡，膜技术在石化行业中的应用，2011全国非常规水源利用技术研讨会，青岛，6月20-23日[32]HuiLI，YongY 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MBR膜生物反应器技术现状及发展趋势
MBR技术现状及发展趋势2012级环保设施运营管理1 班1201020143 卢柏光摘要：本文主要对MBR的工艺技术的现状进行了阐述和深入的探讨，在了解我国MBR发展现状的基础上，重点剖析了MBR膜分离技术工艺的未来发展方向，以及处理技术变化趋势。
关键词：膜生物反应器废水处理污废水资源化1. 膜生物反应器（MBR）的概述膜生物反应器（MBR）是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺。
是污水资源化的重要手段。
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，将膜分离中的超滤、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术。
主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成。
该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。
2. MBR工艺的特点2.1 MBR的优势和长处2.1.1 出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
2.1.2 剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。
污水处理中的膜生物反应器应用分析
通过膜组件的过滤作用，将污水中的悬浮物、细菌和大分子有机物等物质与水分离，使生物反应器内的活性污泥浓度大幅提高，从而实现高效的污水处理。
具有高生物浓度、低污泥产量、高效分离效果、易实现自动化等优点。
特点
提高污水处理效率，减少占地面积，降低能耗和运营成本，适用于各类污水处理领域。
优势
膜生物反应器技术自20世纪80年代开始发展，经过多年的研究与改进，已成为一种成熟的污水处理技术，广泛应用于全球范围内的污水处理厂。
总结词
MBR在脱氮除磷效果、抗冲击负荷和操作管理方面优于A2O工艺。
要点一
要点二
详细描述
A2O工艺通过厌氧、缺氧和好氧三个阶段的交替运行来实现脱氮除磷。然而，其抗冲击负荷能力较差，且操作管理较为复杂。相比之下，MBR工艺通过膜的过滤作用，使得微生物被有效截留在反应器内，从而在提高有机物去除效率的同时，也提高了脱氮除磷的效果。此外，MBR工艺操作简便，易于实现自动化控制。
03
加强宣传与培训
通过媒体宣传、技术交流、培训等方式，提高公众对MBR技术的认知度和接受度。
01
制定扶持政策
政府出台相关政策，对MBR技术的研发和应用给予资金支持、税收优惠等政策扶持。
02
建立标准与规范
制定MBR技术的相关标准、规范和认证体系，促进技术的规范化应用和市场推广。
05
结论
高效去除污染物
污水处理中的膜生物反应器应用分析
汇报人：可编辑
2024-01-04Βιβλιοθήκη CATALOGUE目录
膜生物反应器（MBR）概述MBR在污水处理中的应用MBR与其他污水处理技术的比较MBR的未来发展与挑战结论
01
膜生物反应器（MBR）概述
膜生物反应器的技术经济分析
膜生物反应器的技术经济分析郑祥刘俊新提要膜生物反应器(MBR)是通过膜分离技术强化污水生物处理的新技术。
综述了该技术在我国的应用现状；并对MBR t行初步的技术经济分析。
研究结果表明：影响膜生物反应器运行费用的关键因素为膜通量和使用寿命。
关键词: 膜生物反应器污水处理膜技术膜通量膜寿命膜生物反应器(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，与传统的生化处理技术相比，MBF具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。
80 年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为水处理技术研究的一个热点。
目前，膜生物反应器已应用于美国、德国、法国、日本和埃及等十多个国家，处理规模在6〜13000 m3/d [ 1]。
1 MBF在我国的应用现状近两年来，膜生物反应器在国内已进入了实用化阶段。
MBR系统的处理对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水，如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、豆制品废水、粪便污水、黄泔污水等。
从目前的趋势看，中水回用将是MBF 在我国推广应用的主要方向。
表1列举了MBF在我国的应用实例及处理效果。
这些应用实例表明：MBR寸生活污水、高浓度有机废水与难降解工业废水的处理效果良好。
2 MBF在中水回用中的经济分析根据污水水量、水质及处理难易程度的不同，MBR处理工业废水的一次性投资通常在4000〜10000元/m3,应用于中水回用系统的MBR规模为10〜500 m3/d)的一次性投资为2500〜5000元/m3,处理规模越大，单位处理污水量的一次性投资越低。
本文以处理规模为240 m3/d 的回用系统做一初步的技术经济分析。
2.1 不同MBR S统的费用分析采取费用比较法进行3类MBF系统的经济分析，它包括两部分：MBF系统的工程建设费用及运行费用。
表1 MBR在我国的应用实例]2〜4]工程建设费用=基建费用（建筑工程费+设备购置及安装费+不可预见工程费）+膜的购置费用。
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(Membrane Bioreactor, 简称MBR)是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术。
自20世纪80年代开始研究以来，MBR凭借其高效、节能的特点在污水处理领域迅速得到了广泛应用。
本文将从MBR的基本原理、研究现状以及发展趋势三个方面进行探讨。
MBR的基本原理是在传统的活性污泥法基础上加入膜分离技术。
污水通过生物反应器，通过微生物的作用来分解有机污染物。
随后，通过膜分离过程，将污水和活性污泥进行分离。
由于膜分离可以有效隔离悬浮物、胶体物以及微生物，因此可以实现几乎绝对的固液分离效果。
同时，膜分离还可以实现过滤膜上的生物附着层，从而减少生物反应器中传统沉淀污泥的产生，提高处理效果。
MBR的研究现状主要体现在以下几个方面。
首先，研究者通过对反应器结构的优化，如提高通气效果、优化水流动力学以及增加反应器的比表面积等，提高污水处理的效果。
其次，针对MBR中膜污染问题，研究者进行了大量的研究工作，使得膜耐污性得到了极大提高。
第三，近年来，随着膜技术的进一步发展，新型的膜材料和膜模块不断涌现。
这些新技术的应用进一步改善了MBR的性能。
最后，智能化控制系统也成为MBR 研究的热点领域，通过引入自动化控制技术，可以提高工艺运行的稳定性和可靠性。
MBR的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先，膜技术的进一步提升将改善膜的耐污性，延长膜的使用寿命。
其次，随着MBR在实际应用中的不断推广，成本降低将成为发展的关键。
通过改进反应器结构、减少设备的耗能，降低MBR技术的总体成本是未来的发展方向之一。
第三，MBR的自动化程度将得到进一步提高，通过引入先进的控制系统和远程监控技术，可以实现对污水处理过程的实时监测和管理。
此外，MBR技术还将与其他新兴技术结合，比如光催化、电化学等，形成多技术联合治理的综合技术体系。
尽管MBR在污水处理方面取得了显著的成果，但仍然面临一些挑战。
膜生物反应器在我国的研究与应用新进展
膜生物反应器在我国的研究与应用新进展一、本文概述膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是一种将生物处理与膜分离技术相结合的高效污水处理技术。
其独特的结构设计和运行方式，使得MBR在处理污水的能够实现污泥的零排放，提高污水处理效率，因此在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
近年来，随着我国对环保要求的不断提高，MBR在我国的研究与应用也取得了显著的新进展。
本文旨在全面概述MBR在我国的研究与应用现状，分析其在污水处理领域中的优势和挑战，并探讨未来的发展趋势。
文章首先介绍了MBR的基本原理和类型，然后重点阐述了MBR在我国的研究进展，包括新型膜材料的开发、反应器的优化设计、运行条件的优化等方面。
接着，文章通过具体案例分析了MBR在我国的应用情况，包括城市污水处理、工业废水处理、农村污水处理等领域。
文章还讨论了MBR在我国应用中所面临的技术和经济问题，并提出了相应的解决方案和建议。
通过本文的综述，旨在为我国MBR技术的进一步研究和应用提供参考和借鉴，为推动我国污水处理行业的绿色可持续发展贡献力量。
二、膜生物反应器的原理与特点膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是一种将膜分离技术与传统生物处理工艺相结合的高效水处理技术。
其工作原理主要是利用膜的高效分离作用，将生物反应器中的活性污泥和大分子有机物截留在生物反应器内，从而实现泥水的高效分离，并通过生物降解作用去除水中的有机污染物。
高效分离：MBR采用膜分离技术，能够有效地将污泥和水进行分离，使得出水水质清澈，悬浮物含量极低。
污泥浓度高：MBR中的活性污泥浓度远高于传统活性污泥法，提高了生物降解有机物的效率。
占地面积小：由于MBR的高效分离作用，使得生物反应器的污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）可以分别控制，从而减小了反应器的体积，节省了占地面积。
运行灵活：MBR可以根据水质变化调整操作条件，实现稳定运行，并且易于实现自动化控制。
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势引言：膜生物反应器（Membrane BioReactor, MBR）作为一种新型的污水处理技术，结合了生物反应器和微滤、超滤、纳滤等膜分离技术，具有处理效果好、占地面积小、出水质量高等优点，广泛应用于城市污水处理、工业废水处理以及水资源再生利用等领域。
本文将介绍目前膜生物反应器技术的研究现状以及未来的发展趋势。
一、膜生物反应器技术的发展历程膜生物反应器技术最早在20世纪70年代被提出，并在国外得到较为快速的发展。
最早的膜生物反应器主要采用微滤膜，而且主要用于海水淡化和水资源再生利用等领域。
在20世纪80年代，超滤膜和纳滤膜的研究开始兴起，并被应用于污水处理和废水处理等领域。
进入21世纪，膜生物反应器技术得到了全球范围内的广泛推广和应用，成为污水处理行业的一种主流技术。
二、膜生物反应器技术的研究现状1. 膜材料的研究膜材料是膜生物反应器技术的关键因素之一，不同材料的选择会直接影响到MBR的处理效果和成本。
当前，常用的膜材料主要包括聚丙烯膜、聚酯膜和聚醚膜等。
近年来，研究者们通过改性聚合物、无机纳米材料等新技术手段，提高了膜材料的抗污染性能和抗老化性能，进一步提高了MBR系统的稳定性和运行效果。
2. 运行参数的优化膜生物反应器技术的运行参数包括通水速度、污水进水浊度、曝气条件等。
优化这些参数可以提高MBR系统的处理效率，减少能耗和化学品消耗。
研究者们通过模型模拟和试验研究，系统评估了各参数对MBR系统的影响，为优化MBR系统的运行提供了理论依据。
3. 膜污染与膜清洗技术膜污染是膜生物反应器技术面临的一个关键问题，主要包括膜污染和膜前、膜后处理。
研究者们通过膜材料改性、悬浮物预处理、化学清洗等措施，有效降低了膜污染的程度，并提高了膜的使用寿命。
三、膜生物反应器技术的发展趋势1. 高效膜材料的研发目前常用的聚合物膜材料在抗污染性能和抗老化性能方面还存在一定的局限性。
膜生物反应器在我国的研究及应用
膜生物反应器在我国的研究及应用郑祥魏源送樊耀波刘俊新摘要：膜生物反应器（MBR）是通过膜强化生化反应的污水处理新技术。
本文综述了该技术在国内的研究进展以及应用现状；并对MBR存在的问题与应用前景作了讨论。
关键词：膜生物反应器污水处理膜技术膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。
与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。
80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。
目前膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3／d至13000m3／d不等。
我国对MBR的研究还不到十年，但进展十分迅速。
1991年10月，岑运华介绍了MBR在日本的研究状况，1993年前后，许多高校与研究所加入了MBR的开发研究工作，详情见表1。
为了全面了解膜生物反应器在我国的研究状况，本文作者对国内科研人员1991—2000有关MBR发文情况作了统计（发文只统计综述与实验类文章），十年共发表论文104篇，并有10位博士与10多位硕上以MBR作为研究课题获得学位。
从图1可以看出：最近四年有关MBR的论文数呈持续上升的态势。
国内对MBR的研究大致可分为几个方面：（1）探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复台式工艺、两相厌氧工艺；（2）影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性；（3）扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水（食品废水、啤酒废水）与难降解工业废水（石化污水、印染废水等），但以生活污水的处理为主。
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展膜生物反应器（MBR）是一种结合了膜过滤技术和生物反应技术的新型污水处理工艺，在国际上得到了广泛的应用。
MBR通过将膜技术引入传统的生物反应器工艺，充分利用了膜的固体-液分离特性，能够有效地去除废水中的悬浮颗粒和微生物，同时提高了处理效率和产水质量。
在工业和生活废水处理领域，MBR已经成为一种备受关注的高效、节能、环保的处理技术。
本文将对膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展进行综述，并展望其在未来的发展方向。
一、膜生物反应器的工作原理膜生物反应器是一种集成了生物反应器和膜分离装置的污水处理系统，其工作原理主要包括生物降解和膜过滤两个部分。
废水被引入生物反应池中，通过生物菌群的作用，有机物被降解成较小的分子，同时产生大量的生物泥。
然后，废水和生物泥混合物通过膜分离装置，如微滤膜或超滤膜，实现固液分离。
膜的孔径通常在0.1-0.4微米之间，可以高效地截留悬浮颗粒和微生物，同时保留水中的溶解性物质。
通过膜的过滤作用，可以得到清澈透明的产水，同时将生物泥固定在反应器中，实现了水质的升级和污泥的减量化处理。
二、膜生物反应器的优势1. 高效去除污染物：膜生物反应器可以高效地去除废水中的悬浮颗粒、有机物和微生物，产水质量稳定，符合排放标准。
2. 占地面积小：相比传统的生物反应器工艺，MBR具有占地面积小的优势，适合于场地有限的城市污水处理厂。
3. 操作稳定可控：MBR可以有效地控制反应器内的水力停留时间和曝气量，可靠地保持生物降解系统的稳定运行。
4. 适应性强：MBR可以处理高浓度有机废水和波动负荷的废水，具有较强的适应性和稳健性。
5. 产水质量高：膜分离技术可以有效地去除微生物和胞外多糖等物质，产水质量优良，可直接用于工业循环水系统或城市景观水体。
6. 操作维护简单：MBR系统的运行维护相对简单，设备耐用，具有较长的使用寿命。
三、膜生物反应器的耦合工艺除了单纯的膜生物反应器工艺外，还有一些其他工艺与MBR进行耦合，以提高废水处理效率和资源回收利用率。
膜生物反应器（MBR）的应用研究及其国内外的应用现状
膜生物反应器（MBR）的应用研究及其国内外的应用现状刘武义一、我国的水资源及污水处理现状我国是一个严重缺水的国家，我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4其中华北地区人均水资源量小于400m3，已属于严重缺水地区。
我国是世界上严重缺水的十二个国家之一。
我国目前工业污水的再生回用率仅为6%，远远低于发达国家的水平，市政污水的回用率更低。
我国万元GDP用水量是世界平均水平的5倍，是美国的8倍，德国的11倍。
水资源的管理已经成为我国经济和社会协调发展的关键问题之一。
中国目前水资源浪费及污染现象相当严重，据统计，工业废水在2000年的排放量为194亿立方米，生活污水2000年的排放量为221亿立方米，按照这种速度，中国的水资源将在73年后被用尽，而如果水资源利用不加强管理、污水又得不到很好的处理与管理，进而污染到地下水，那么这个时间将会更短。
目前，我国的水环境污染已经到了“有河皆枯，有水皆污”的地步，其治理任务刻不容缓。
表1是对国内近年污水排放量的统计数据及2010年的预测数据。
表 1 国内近年污水排放量统计废水量污水排放量城市污水年度亿立方米亿立方米20004152212001428.4227.72002439.5 232.32003460.0247.62004482.4261.32005524.5281.42006536.8296.62010640—据统计，我国的江河湖泊和水库中，已经受污染的约占82.3%；全国设立有监测系统的1200条河流中，已有850条受到污染；七大水系中，一半以上受到不同程度的污染，达不到安全饮用水源的标准，已基本丧失直接使用得功能；沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。
因此，水环境的保护和治理已成为我国实现可持续社会发展的重要任务。
2005年，全国废水排放总量524.5亿吨，比上年增加8.7%。
其中工业废水排放量243.1亿吨，比上年增加10.0%。
城镇生活污水排放量281.4亿吨，比上年增加7.7%。
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展膜生物反应器（MBR）是一种结合了膜分离技术和生物反应过程的新型污水处理技术，具有出水水质优良、占地面积小、操作稳定等优点，已经在污水处理领域得到了广泛应用。
随着MBR技术的不断改进和完善，以及其与其他工艺的耦合应用研究逐渐深入，MBR技术在废水处理、污泥处理、资源回收等方面的应用也得到了进一步拓展。
本文将介绍膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展，并对未来的发展方向进行展望。
一、膜生物反应器的基本原理及特点1.基本原理膜生物反应器是将膜分离技术与生物反应过程相结合的一种污水处理技术。
其基本原理是：在MBR中，通过膜分离技术，可以将生物反应器中的污水与生物污泥充分分离，使得生物污泥得以保留在反应器内，同时可以大大提高出水水质。
2.技术特点（1）出水水质优良：由于MBR的膜分离技术可以有效截留污水中的微生物、浮游物等杂质，使得出水水质非常优良，可以直接达到再生水标准。
（2）占地面积小：相比传统的活性污泥法，在MBR中不再需要大量的沉淀池和二沉池等设备，因此可以大大节约占地面积。
（3）操作稳定：由于MBR中膜分离技术能够有效保护生物污泥，避免了生物污泥的流失和膜污染等问题，使得系统运行更加稳定可靠。
1.膜生物反应器-反渗透工艺（MBR-RO）MBR-RO是将MBR技术与反渗透技术相结合的一种高级水处理工艺，主要用于对污水进行深度处理，产生高品质的再生水。
MBR-RO工艺的出水水质稳定、无菌纯净，可以直接用于工业用水、农业灌溉等领域。
2.膜生物反应器-厌氧消化工艺（MBR-AD）MBR-AD是将MBR技术与厌氧消化技术相结合的一种污泥处理技术，主要用于污泥的减量化处理和资源化利用。
MBR-AD工艺能够高效地降解污泥有机物，减少废污泥的产生，同时产生沼气等再生资源。
3.膜生物反应器-生物质炭吸附工艺（MBR-BC）MBR-BC是将MBR技术与生物质炭吸附技术相结合的一种污染物去除技术，主要用于对水体中的有机物、重金属等污染物进行吸附和去除。
浅析膜生物反应器技术的应用
浅析膜生物反应器技术的应用石油的开采关乎民生，一些大的石油企业比如说中国石油和中国石化，他们都已经在海上建立起了石油开采基地，建立起了一个世界级的石油采集工业区。
但是，这些行业虽然能去的高昂的回报，在一定程度上能够促进本地区经济的发展，但是这对于环境来说，无疑是巨大的破坏，工业上所产生的废物和垃圾，给海洋的生态环境造成了不小的危害。
随着采油量的增加，采油企业的不断增加，规模的不断扩大，对污水处理的任务和要求也逐渐增加。
一、污水处理，选择方式很关键由于海洋问题会涉及到周边的众多国家，所以海洋环境的保护变得十分敏感，这样就要求工业废水经过污水厂的处理后，水质要达到相关的规定。
所以选择采用哪种技术处理工业污水变得十分关键。
二、污水处理设备，必须具备较强的抗冲击力由于在海上开采石油的工业区内，各个企业所排放的污水水质各有不同，而且还有一些企业经常产生因为机器设备故障的问题，或者是定期对相关的机器设备进行检修，或者是因为某些不可抗力的原因所造成的停产及其他一系列的不稳定因素，这些情况的出现都需要污水处理设备具有较强的抗冲击的能力。
三、针对工业污水处理的新技术1.膜生物反应器的特点由于在石油采集加工运输的过程中都会产生一些工业污水，这些工业污水与其它类型的工业废水相比来说，石油采集行业工业污水处理的难度更加大，而且石化工业的工业污水中的成分比较复杂也比较多。
对污水的处理方式，传统的工艺主要有活性污泥处理工艺、氧化沟工艺、现代曝气生物滤池工艺、序批式生物处理工艺等。
经过大量的数据之间的对比，最终的实验结果是：膜生物反应器技术更适合海洋污水和石化污水的处理。
2.膜生物反应器技术原理膜生物反应器工艺，在众多的污水处理工艺中是比较先进的一种工艺，虽然这种处理污水的工艺出现的时间很短，但是却是一种十分高效的新型的污水处理技术，膜生物反应技术的工作原理就是将膜分离的技术与传统的处理污水的技术相结合。
膜生物反应器是用膜将污水中的污染物与水进行一个分离，从而实现处理污水、净化污水的目的。
污水处理厂中的膜生物反应器技术创新
污水处理厂中的膜生物反应器技术创新在污水处理厂中，膜生物反应器技术的创新污水处理是保护环境和维护人类健康的重要工作，而膜生物反应器技术则是近年来污水处理领域的一项重要创新。
通过采用膜生物反应器技术，可以高效地去除有机物、氮和磷等污染物，同时减少水资源的浪费。
本文将详细介绍污水处理厂中膜生物反应器技术的创新和应用。
一、膜生物反应器技术的原理膜生物反应器技术是将传统的生物处理工艺与膜分离技术相结合的一种新型处理方法。
它通过在生物反应器中设置微孔膜，使生物反应器内的微生物无法通过膜孔，从而实现固液分离。
与传统的活性污泥法相比，膜生物反应器技术具有以下优点：1. 提高处理效率：膜生物反应器技术可以提高有机物、氮和磷等污染物的去除效率，降低出水中的总悬浮固体（TSS）浓度，提高水质。
2. 节约空间：由于膜生物反应器可以实现固液分离，不需要额外的沉淀池和二沉池等设施，因此可以节约处理厂的占地面积。
3. 减少污泥产量：膜生物反应器中生物膜的形成可以降解废水中的有机物，减少污泥的产生。
4. 适应性强：膜生物反应器技术适用于不同类型和不同水质的污水处理厂，具有广泛的应用前景。
二、膜生物反应器技术在污水处理厂中的创新应用膜生物反应器技术在污水处理厂中的创新应用已经取得了显著的成果。
以下是几个具体的应用案例。
1. 膜生物反应器用于工业废水处理：工业废水中常含有高浓度的有机物和重金属等污染物，传统的处理方法难以达到环保标准。
利用膜生物反应器技术，可以有效去除工业废水中的有机物和重金属，保护环境和水资源。
2. 膜生物反应器用于城市污水处理：随着城市化的进程，城市污水处理成为一项重要任务。
传统的活性污泥法存在处理效果不稳定、占地面积大等问题。
膜生物反应器技术的应用使得城市污水处理厂能够高效、稳定地处理大量污水，提高城市水质和环境卫生水平。
3. 膜生物反应器用于海水淡化：海水淡化是一项常用的提供淡水资源的方法。
传统的海水淡化方法存在高耗能和高成本的问题。
影响MBR处理效果及膜通量的因素研究_郑祥
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2002 Vol .18 中国给水排水 No .1
试验在北京某毛纺厂 污水站进行 。 废水经 过 0 .5 mm 筛板过滤后进入系统 , 其工艺流程见图 1 。
其中厌氧池容积为 4 .5 m3 , 主要作用是通过水 解酸化破坏染料等有机物的分子结构以利进一步降 解 ;曝气池容积为 3 .0 m3 , 曝气量控制在 8 ～ 15 m3/ h 。 膜材料为聚丙烯氰(PAN)中空纤维超滤膜 , 截留相 对分子质量为 5 ×104 , 膜总面积为 12 m2 。
20 30 10 30
注 : a .城市园林绿化 ; b .洒水 、扫除 。
图 2 DO 对出水COD 的影响
试验结果表明 :当 DO >1 mg/L 时对 COD 有良 好的去除效果 , 其去除率可达 90 %以上 , 且 DO 再增 加对 COD 的去除效果不再有明显影响 。在短期缺 氧条件下 , 即 DO 在 0 .5 ～ 1 mg/ L 时系统也能获得 较好的去除效率 。 但是严重缺氧时间较长 , 如 DO <0 .5 mg/ L 时膜出水会出现异味 , 其 COD 可达 60 mg/ L 左右 , COD 的去除率降至 80 %～ 87 %。 由此 可见 , 在 MBR 中一般应保持 DO 浓度 >1 mg/ L 。为 了减少工艺的曝气能耗 , DO 宜控制在 1 .5 ～ 2 mg/ L。 2.2.2 污泥浓度(MLSS)
温度 (℃)
pHΒιβλιοθήκη COD BOD5 NH3 -N 色度 浊度 (mg/ L) (mg/ L) (mg/ L) (倍) (NTU)
24～ 38 6.3～ 7.8 179～ 358 44.8～ 206 0.51～ 1.74 50～ 240 34～ 98
模块化膜生物反应器(MBR)在农村污水处理中的实践分析
模块化膜生物反应器(MBR)在农村污水处理中的实践分析随着经济的快速发展和城市化进程的加快，农村地区也面临着日益严重的污水处理问题。
传统的污水处理设施往往无法满足农村地区日益增长的污水处理需求，污水排放不当不仅会对周围环境造成污染，也会对居民的生活带来不利影响。
采用先进的污水处理技术成为了解决农村污水处理难题的关键。
一、模块化膜生物反应器（MBR）技术概述模块化膜生物反应器（MBR）是一种将生物反应器和膜分离技术相结合的先进污水处理技术。
其主要由生物反应器和膜分离模块组成，通过生物膜的附着和膜的过滤作用，能够高效地去除水中的有机物、氨氮、磷等污染物，产水质量稳定且能够实现回用，同时占地面积小、适应性强、运行成本低等优点。
二、模块化膜生物反应器在农村污水处理中的优势1. 适应性强：MBR技术可以灵活地根据农村污水处理的实际情况进行规模化设计，且占地面积小，适应性强，可以满足不同规模农村地区的污水处理需求。
2. 净化效果好：MBR技术能够高效去除水中的有机物、氨氮、磷等污染物，产水质量稳定，符合国家和地方的排放标准要求。
3. 运行成本低：相比传统的活性污泥法、生物滤池等污水处理技术，MBR技术在运行成本上具有显著的优势，由于其具有自动化控制和低能耗的特点，可以降低后期维护和处理成本。
4. 产水可回用：MBR技术产生的水质稳定且无臭味，可以直接用于农田灌溉和生活用水，实现了水资源的循环利用。
1. 某农村地区MBR技术应用案例某农村地区引进了MBR技术对农村污水进行处理。
该项目采用了一体化设备，包括生化池、MBR膜组件和配套设备，经过一年多的运行实践，该系统运行稳定，排放水质优良，符合国家和地方的排放标准，解决了当地居民的生活用水和排水难题。
2. 实践中的问题与挑战在实际应用过程中，MBR技术也面临一些问题和挑战。
MBR技术的技术要求较高，需要专业的技术人员进行运行和维护。
膜组件的受损和膜污染问题会影响系统的正常运行。
膜生物反应器及其应用研究进展
膜生物反应器及其应用研究进展摘要：采用重力式沉淀方式作为固液分离手段的传统活性污泥工艺有着不可避免的弊端。
介绍了一种新的污水处理装置――膜生物反应器，它结合了高效的膜分离技术与传统的活性污泥工艺两者的优点。
着重介绍了膜生物反应器的分类及其所用的滤膜和滤膜组件，并对近几年来膜生物反应器的研究进展及其在污水处理和中水回用中的应用情况进行了综述。
关键词：传统活性污泥工艺膜生物反应器超滤膜微滤膜污水处理中水回用1 引言传统的活性污泥工艺(Conventional Activated Sludge， CAS)广泛地应用于各种污水处理中。
由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段，因此带来了很多方面的问题。
如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等。
传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准，同时，经济的发展所带来的水资源的日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术，以缓解水资源的供需矛盾。
在上述背景下，一种新型的水处理技术――（Membrane Bioreactor，MBR）应运而生。
随着膜分离技术和产品的不断开发，(MBR)也更具有实用价值，近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项高新技术。
2 CASCAS是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。
其基本流程如图1所示，是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。
曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。
由初次沉淀池流出的废水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，其混合体称为混合液。
在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。
废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使废水得到净化。
在二次沉淀池内，活性污泥与已被净化的废水（称为处理水）分离，处理水排放，活性污泥在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。
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·科技信息综述·膜生物反应器的技术经济分析郑 祥 刘俊新 提要 膜生物反应器(MBR)是通过膜分离技术强化污水生物处理的新技术。
综述了该技术在我国的应用现状;并对MBR进行初步的技术经济分析。
研究结果表明:影响膜生物反应器运行费用的关键因素为膜通量和使用寿命。
关键词 膜生物反应器 污水处理 膜技术 膜通量 膜寿命 膜生物反应器(M BR)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,与传统的生化处理技术相比,MBR具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。
80年代以来,该技术愈来愈受到重视,成为水处理技术研究的一个热点。
目前,膜生物反应器已应用于美国、德国、法国、日本和埃及等十多个国家,处理规模在6～13000m3/d[1]。
1 MBR在我国的应用现状近两年来,膜生物反应器在国内已进入了实用化阶段。
M BR系统的处理对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水,如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、豆制品废水、粪便污水、黄泔污水等。
从目前的趋势看,中水回用将是MBR在我国推广应用的主要方向。
表1列举了M BR在我国的应用实例及处理效果。
这些应用实例表明:MBR对生活污水、高浓度有机废水与难降解工业废水的处理效果良好。
2 MBR在中水回用中的经济分析根据污水水量、水质及处理难易程度的不同, M BR处理工业废水的一次性投资通常在4000～10000元/m3,应用于中水回用系统的M BR(规模为10～500m3/d)的一次性投资为2500～5000元/m3,处理规模越大,单位处理污水量的一次性投资越低。
本文以处理规模为240m3/d的回用系统做一初步的技术经济分析。
2.1 不同M BR系统的费用分析采取费用比较法进行3类MBR系统的经济分析,它包括两部分:M BR系统的工程建设费用及运行费用。
表1 MBR在我国的应用实例[2～4]污废水种 类处理能力/m3/dCOD/m g/L BOD/mg/L进水出水进水出水洗浴污水10130～322<4099～212<5印染废水11 100～1500 18050040黄泔废水17900～12000<1006805<10医院污水2548～278<25200.4制药废水501500～4900<180 500～1633<10大楼污水20092～108 2327～32<8食品废水500754<80污废水种 类处理能力/m3/dNH3-N/mg/L SS/m g/L进水出水进水出水洗浴污水100.59～1 0.2～0.415～500印染废水11黄泔废水17130～180<54750～5470<10医院污水2510～241制药废水50297～354<15 430～1033<10大楼污水20039～473.5食品废水500 工程建设费用=基建费用(建筑工程费+设备购置及安装费+不可预见工程费)+膜的购置费用。
运行费用=设备折旧费用(以10a计)+膜更换费用+动力费用+其他费用(人员工资+维修清洗费)。
3类MBR系统的建筑工程费和运行费用分别见表2,表3(技术设计费用均未考虑)。
从表2,表3可以看出:(1)3类M BR系统的一次性投资费用大小依次为:无机膜M BR>一体式MBR>分离式M BR;(2)运行费用大小依次为:无机膜MBR>分离式MBR>一体式M BR;给水排水 Vol.28 No.3 2002105 表2 不同MBR 系统的建筑工程费用[15～18]项 目无机膜MBR一体式M BR 分离式MBR进口国产进口国产国产基建费用/万元35 35 3232 35 膜通量/L /(m 2·h )150 150 10.48.333.3膜面积/m 267 67 960 1200 300膜价格/元/m 210000 4000 450150 300膜投资/万元67 27 4318 9总投资/万元102 62 7550 44膜费用所占比例/%65.743.557.336 20.5表3 不同MBR 系统的运行费用项 目无机膜MBR一体式M BR分离式MBR进口国产进口国产国产设备折旧成本/元/m 30.40.40.360.360.4膜的使用寿命/a 1010422膜的更换费用/元/m 30.760.31.251.00.5电耗/kW ·h /m 3550.80.83动力费用/元/m 32.52.50.40.41.5其他费用/元/m 30.150.150.150.150.15总费用/元/m 33.83.352.161.912.55膜的更换费用比/%209585220动力费用比/%39.544.8211959 注:处理规模240m 3/d 。
电费按0.5元/(kW ·h )计。
(3)影响MBR 系统运行费用的主要因素是动力费用与膜的更换费用。
膜的更换费用是影响一体式MBR 系统运行费用的关键因素;而动力费用是影响分离式MBR 系统运行费用的关键因素。
在3种MBR 系统的建筑工程费用中,一体式M BR 与分离式MBR 的一次性投资基本相当,而一体式MBR 的运行费用为分离式MBR 的75%。
我国是缺水国家,北方地区缺水更为严重,许多城市不得不采取限量供水和超量用水加倍收费等措施。
因此,中水回用对于合理用水和节约水资源势在必行。
以北京市2000年供水价格为例,居民生活用水价格为1.8元/m 3;宾馆、洗车、洗浴等行业供水价格为3.0～5.0元/m 3。
一体式膜生物反应器总运行成本为1.9元/m 3,用于中水回用具有明显的竞争优势。
同时可节省水资源,具有环境效益和经济效益。
2.2 影响M BR 技术经济评价的相关因素分析目前,对MBR 系统的技术经济分析的结论存在较大的差别。
主要是由于在MBR 系统设计中,对膜的处理能力(膜通量)与膜使用寿命的估计存在很大的差别,直接影响对膜生物反应器的经济评价。
在表2中,一体式MBR (国产膜)膜通量设定为8.33L /(m 2·h ),膜的使用寿命为2a ,膜价格为150元/m 2。
下文仅讨论膜通量、膜的使用寿命及膜价格的单因素变化对一体式膜生物反应器运行费用的影响,统计结果见图1,图2和图3。
图1 膜通量对运行费用的影响图2 膜使用寿命对运行费用的影响图3 膜价格对运行费用的影响从图1～图3可以得出:膜通量的提高、膜寿命的延长、膜价格的降低中任何单一因素的研究进展均会大幅度降低MBR 的运行费用。
随着膜制造技术的进步,膜质量的提高和膜制造成本的降低,MBR 的投资与运行费用也会随之大幅度降低。
如聚乙烯中空纤维膜等新型膜材料的开发已使其成本106 给水排水 Vol .28 No .3 2002有很大降低。
据估算,膜还有相当大的降价空间,在未来的3～5a内,随着膜材料的改进和生产规模的扩大,膜价格有望降为目前的40%～60%。
随着膜性能的提高、使用寿命的延长与膜价格的降低, M BR的运行费用有望降低到1.0元/m3左右。
3 影响MBR应用的关键课题研究由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低M BR的运行费用,因此,在保证出水水质的前提下,膜通量应尽可能大,这样可减少膜的使用面积,降低基建费用与运行费用。
因此控制膜污染,保持较高的膜通量,是M BR研究的重要内容。
而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关。
3.1 膜的选择现有膜可分为有机膜和无机膜两种。
由于较高的投资成本限制了无机膜生物反应器在我国的广泛应用,国内MBR系统普遍采用有机膜。
常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。
分离式M BR通常采用超滤膜组件,截留分子量一般在2～30万。
截留分子量越大,初始膜通量越大,但长期运行膜通量未必越大。
张洪宇进行无机膜的通量衰减试验表明:孔径0.2μm的膜比0.8μm的膜更适合于M BR[5]。
何义亮用PES平板膜组件进行膜通量衰减规律的研究发现[6]:在该试验条件下,膜初始通量衰减主要是由于浓差极化引起,膜截留分子量愈小,通量衰减率愈大;膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起,膜截留分子量愈大,通量衰减幅度愈大,化学清洗恢复率愈低。
对于淹没式M BR,既可用超滤膜,也可使用微滤膜。
由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用,在处理生活污水时,微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差别,因此淹没式MBR多采用0.1～0.4μm 微滤膜。
3.2 操作方式的优化当膜材料选定后,其物化性质也就基本确定了,操作方式就成为影响膜污染的主要因素。
为了减缓膜污染,反冲洗是维持分离式MBR稳定运行的重要操作,樊耀波通过确定最佳反冲洗周期[7],使分离式MBR的膜通量达到60L/(m2·h)。
针对抽吸淹没式MBR,Yamamoto提出间歇式抽吸方式可有效减缓膜污染。
桂萍通过研究进一步指出:缩短抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染,抽吸时间对膜阻力的上升影响最大,曝气量其次[8]。
不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量,混合液本身的过滤性能,如活性污泥性状,生物相也影响膜通量的衰减[9]。
有研究表明:粉末活性炭与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能,形成体积更大、粘性更小的污泥絮体,减少了膜堵塞的机会。
但絮凝剂的过量加入会使污泥活性受到抑制,影响反应器的处理能力和处理效果[5]。
3.3 水力学特性的改善改善膜面附近料液的流体力学条件,如提高流体的膜面流速,减少浓差极化,使被截留的溶质及时被带走,能有效降低膜的污染,保持较高的膜通量。
黄霞、何义亮分别采用PAN平板式超滤膜、PAN/ PS管式膜组件考察不同膜面循环流速下污泥浓度对膜通量的影响,发现M LSS对膜通量的影响程度与膜面循环流速有关[10～11]。
大量试验表明:污泥过膜流态为层流,远比紊流时易于堵塞,因此从理论上确定不同污泥浓度下紊流发生的最小膜面流速(V min)有重要意义。
邢传宏、彭跃莲研究均发现:最小膜面流速与污泥浓度之间呈良好的线性关系[12～13]。
但他们对临界膜面流速的计算值可能偏高,因为污泥沿流道流动的过程中,水同时透过膜流出,增加了流体在垂直方向的紊动,从而在一定程度上降低了下临界雷诺数(Re k)。
何义亮的发现证实了这一推论,平板膜组件由紊流到层流的Re k为1083,外压管式膜组件的Re k为966,均小于一般牛顿流体的下临界雷诺数2000[11]。
分离式MBR中,一般采用错流过滤的方式,这有助于防止膜面沉积污染。
对于一体式M BR,设计合理的流道结构,提高膜间液体上升流速,使较大的曝气量起到冲刷膜表面的错流过滤效果显得尤为重要。