時間： 2022-09-01 09:38
來源： 中國水網
作者： 全新麗
關于膜通量，多個膜廠家曾提到市政污水廠MBR膜設備招標中常遇到的困惑：“國內招標文件經常會要求平均膜通量小于多少，例如≤15LMH（即對應的膜面積不能少于多少平米），生怕供應商少給膜，而在海外項目投標中，招標文件經常要求平均膜通量≥26或27LMH。有經驗的用戶非常清楚優質膜應該達到的膜通量，膜通量取值低意味著需要更多面積的膜，即使膜廠家不增加膜費用，對客戶來說也意味需要更多的膜池占地面積和土建投資，更多的膜吹掃鼓風機投資和膜運行能耗，噸水成本更高。”
據了解，蘇伊士（原GE）、科氏和世浦泰等在海外市政污水項目的運行平均膜通量多在25~28LMH。此外，世浦泰正在進行平均膜通量30~35 LMH的多個萬噸級MBR項目測試驗證。近些年來，國內也有較多膜廠家的膜通量性能得到了大幅提升，例如，碧水源推出了第四代S-MBRU膜組器，其膜通量和膜吹掃氣水比等關鍵技術性能，相比其第三代組器均有大幅提升。
MBR膜行業的第一個“3”目標時代已經到來。
第二個“3”目標：氣水比降低，“電老虎”也會變
膜的運行能耗，是MBR工藝污水廠的業主方和運營方經常抱怨的另一個點，而膜運行能耗占比最大的就是膜吹掃曝氣鼓風機的能耗。
膜吹掃氣水比越大，鼓風機運行能耗就越高。以往MBR膜高達8~12:1的氣水比，差不多是好氧池曝氣氣水比的兩倍左右，是MBR工藝污水廠全廠能耗最大的環節，被稱之為“電老虎”。這樣的高能耗導致一些用過膜的甲方“談膜色變”。
膜吹掃氣水比與膜通量、膜吹掃曝氣方式和膜裝填密度等三個因素均相關。
通過調研得知，隨著大氣泡節能脈沖曝氣技術的推廣，膜吹掃氣量已大幅下降。例如，碧水源的第四代S-MBRU膜組器采用了大氣泡脈沖曝氣，膜吹掃氣水比其第三代產品大幅下降，膜吹掃氣水比從9:1降低至6:1以下，節能幅度明顯，完全達到了相關領跑者標準氣水比指標中的先進水平，該標準中氣水比即是≤6：1。這反映出國內MBR膜產品在節能方面取得的巨大進步。
本月，中信環境技術的彭贊國博士在線上行業分享活動中，介紹了福州市福清融元污水廠案例，該廠憑借雙層膜組器的高裝填設計，及配套大氣泡脈沖曝氣，實現了美能膜的膜吹掃氣水比近3:1。在采訪中了解到，世浦泰也有多個項目的實際運行膜吹掃氣水比達到了3:1以下。
看來，第二個“3”的目標也是可以實現的。
第三個“3”目標：噸水電耗回歸平民
根據新加坡PUB公開的新加坡某MBR污水處理廠的運行數據，其全廠運行噸水電耗僅為0.27kwh/m3。
對于日處理規模萬噸級以上的城鎮污水處理廠，MBR工藝污水廠全廠運行噸水電耗如果能夠降至0.3kwh/m3以下，就意味著基本達到了傳統工藝相同的運行能耗，具有非常重要的意義。
如果要將MBR工藝污水廠的全廠噸水電耗控制在0.3kwh/m3以下，就需要將生化池與膜系統的合計噸水電耗控制在0.23kwh/m3以下，特別要控制好有節能潛力的三個關鍵環節的電耗。
一是膜吹掃曝氣能耗需要控制在不超過0.04 kwh/m3，對應的需要將膜吹掃氣水比控制在不超過3:1，同時采用磁懸浮、空氣懸浮等節能型鼓風機。
二是降低回流泵能耗，區別于傳統MBR工藝的三級回流方式（膜池回流至好氧池、好氧池回流至缺氧池、缺氧池回流至厭氧池），新加坡PUB公開的新加坡某MBR污水處理廠則采用的是一級回流方式。
在近期的行業研討中，蘇伊士的羅敏博士和世浦泰的白海龍總工均提到了對傳統的MBR工藝進行優化，變三級回流為一級回流，大幅降低回流能耗，噸水電耗可控制在0.015kwh/m3以內。
三是好氧池曝氣采用節能型的微孔曝氣器等手段實現生化池曝氣能耗的降低，節能型微孔曝氣器在德國等歐洲國家應用較為廣泛，國內一些污水廠近幾年也已逐步開始應用，基于正常的市政污水進水水質，好氧池的曝氣能耗可控制在0.11 kwh/m3以內甚至更低。
而其他的用電環節，包括厭缺氧池攪拌、膜產水泵、膜化學清洗等，通常噸水電耗合計在0.065kwh/m3左右。
因此，通過提升膜性能和系統工藝優化，即可以實現全廠噸水電耗0.3kwh/m3的目標。
此外，業內已有廠家在嘗試MBR重力產水代替泵產水方式。如果膜重力產水將來能夠得到應用推廣，則膜系統的運行能耗還將會再降低0.03kwh/m3，更容易實現0.3kwh/m3甚至更低的噸水能耗。
結語：“333”是打開未來之門的金鑰匙
通過訪談、調研、資料分析發現，“333”目標正在實現。最吸引人的是，噸水電耗到了0.3度電，意味著MBR工藝在電耗上已經和傳統工藝基本持平，糾結成本的人可以放心了。
運營成本基本不增加的情況下，在現有污水處理廠的基礎上，提標改造時采用MBR工藝，順水推舟就可以實現污水資源化，有非?，F實的意義。如果個別條件合適的廠子，再接上RO工藝，就可以直接比肩新加坡的新生水，作為城市的第二水源地了。
在這方面，我國的一些膜應用企業也在往前走。例如金科環境的唐山南堡污廢水資源化項目，采用高效曝氣生物濾池+超濾+反滲透+陽離子交換器的核心工藝，對含有高硫酸根、高硬度、有機物濃度高且生化性能差的化纖廢水進行深度處理，生產出的高品質再生水出售給南堡經濟開發區內三友集團化纖企業，實現“以水養水”，形成了環境企業真正的價值增值。
膜行業確實是今非昔比，通過全行業的持續努力，國際和國內膜材料和膜應用技術均取得了重大進步?！?33”時代到來，那么“膜三貴”的行業痛點就會散去。
同時，我們也明顯感受到MBR行業從業者想要擺脫過去那種“群膜亂舞”的局面，在當前低碳和高質量發展的背景下，都有一種迫切的心情，想要為污水處理及膜行業尋找出一條面向未來的道路。
編輯： 李丹
E20環境平臺合伙人 綠谷工作室主筆
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