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超滤膜在市政污水应用中的前景
时间:2016-11-08   来源:废水回用研究公众号   作者:   阅读次数:2643

膜技术是2l世纪最具有发展前景的高新技术之一,其应用十分广泛。由于水环境的严重恶化和水资源的严重短缺问题,使膜技术在水处理方面的应用成为世界范围科技研究和行业发展的方向和目标。目前国际上膜法深度处理回用系统占城市污水处理回用系统的80%以上。以超滤膜技术为核心的三级水处理系统多用于传统污水厂提标改造或新建紧凑高效型的污水处理系统,出水水质可稳定到达一级A,处理后出水可安全排放至敏感水环境中、在农业灌溉和工业生产中重复使用,以及地下水回灌。

市政污水的超滤膜处理应用,在节约使用有限淡水资源的同时,提高污水循环利用率,是解决水环境污染、水资源紧缺和社会经济可持续发展的有效的途径。

超滤膜处理技术

在污水处理与回用领域中,随着不同进水水质和处理程度要求,超滤膜的应用主要有三种工艺方式,分别是压力式膜过滤(CMF),浸没式膜过滤(SMF),膜生物反应器(MBR)。

压力式膜过滤(CMF)是最主要的污水深度处理再生回用技术之一,可广泛应用于各种污水深度处理回用、大型反渗透(RO )系统前级预处理、海水淡化系统前级预处理等方面。(图)

浸没式膜过滤(SMF)是新型的浸没式结构的膜元件与连续膜过滤技术相结合而开发出的一种新型膜过滤技术。SMF 可取代传统水处理工艺中的过滤过程,产水水质优良,可广泛应用于给水净化、中水回用、海水淡化等领域。出水水质好、运行稳定,节能降耗,出水浊度小,模块化结构,占地面积小,该系统最大特点是能耗低,其吨水能耗较CMF 低50%以上,较MBR 低70%以上。(图2)

CMF 和SMF主要用于处理清液,对于大型市政污水厂排放的水需要部分回用或制备高品质再生水,使用CMF/SMF 技术就显得更加经济、合理和灵活,这种技术特点是污水处理和再生水处理相对独立,互不干扰,而且由于这种情况可以设置较高的膜通量因此系统投资成本较MBR 膜系统投资节省70%以上,是一种节能、经济、高效、安全的污水回用技术,也是目前污水处理回用的主流技术,适用于大型和超大型再生水工程。

超滤膜品牌方面,目前应用较多的产品主要来自一些国际厂商,分别是陶氏化学(Dow-Filmtec)、通用公司(GE-Osmonics)、海德能公司(Hydranautics)、东丽(Toray)、科氏(Koch)和Trisep公司等.国内方面,起步比较晚,其中比较知名的有津膜科技、赛诺、山东招金、杭州求是、东洋环境等。

陶氏超滤膜

                               

膜丝采用改性PVDF材质,化学稳定性高以适应化学清洗剂,亲水性好以提高抗污染,抗拉、抗压强度高。

赛诺

                                     

采用热致相分离法制备聚偏氟乙烯中空纤维膜;机械性能和耐化学性能优异。

求是膜

高通量,分布均匀,结合紧密,防止由于纤维裸露而引起的流动阻力及吸附污染问题。

东洋环境

超滤膜特点0.03μm的公称膜孔径可有效去除细菌、病毒、颗粒物以及胶体等;其2860组建尺寸可无缝替换某国外知名品牌。采用特有的共混配方使得膜丝的抗拉和抗压机械强度大大提高,从而更好地适用于废水或者废水回用处理时恶劣的运行状况和清洗条件,消除(弥补)了其他膜机械强度低的缺陷。

膜生物反应器(MBR)技术是一种膜法污水处理技术,虽然投资成本较大,但其占地面积少、污泥少、运行自动化、直接产生再生水的特点使得项目可以获得相对较高的整体效益。从国际国内经验来看,近年来MBR 的投资和运营成本已经显著降低,主要体现在能耗上,目前最好水平每吨水耗电0.4 Kwh,比传统工艺仅高出0.1-0.15 Kwh/吨水;另外,国产膜材料的大规模应用也进一步降低了MBR 投资费用。日益严格的排放标准和人们对于再生水利用的重视使得应用MBR 技术的性价比在不断提升。(图3)

超滤膜在市政污水处理领域发展迅猛

近年来,我国生活污水排放量持续增加,工业废水排放规模依旧非常庞大,而且随着国家排放标准的不断提高,为达标将会有越来越多的工业企业主动采用膜产品。与此同时,市政污水处理需求量增长迅速,将逐渐成为行业未来发展的重点。预计截至到截至2020年我国膜法水处理行业市场规模将达1600亿元。

市政污水商机

1. 节能降耗空间

参考美国和日本的电耗水平,我们预估我国污水处理厂能耗的节能空间达到每年约40亿千瓦时。以电费0.6元/度计,我国城镇污水处理厂6年可节省电费约140亿元,我国城镇污水处理厂有望出现百亿级的节能改造市场。

2、污水厂新增规模空间

城镇化率从54.77%提高到60%,城镇人口要从6.02亿提高到6.59亿。黑臭水体治理在大量的节污当中,必然带来折污比例的上升。一个城市需要配备更多的污水处理厂。这些数字相加之后可以得到一个数字,我们要扩建4000万吨的污水处理,2020年要达到2亿吨。该部分领域的市场规模约为880亿。

3、提标改造

大家知道,水十条当中提到敏感区域(重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域),以及建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市的新建设施需达到一级A。

目前,水十条要求下的污水厂情况为:,13%是一级及以下,49%是一级B,38%是一级A。水十条的提标改造空间我们认为是400亿。

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