MBR在工业废水处理中的应用前景展望

Research&Discussion研究与探讨MBR在工业废水处理中的应用前景展重文|机械工业环保产业发展中心杨詰北京碧水源膜科技有限公司张庆磊1前言前言随着全球水资源污染情况的加剧，世界各国都面临着极为严峻的水污染形势，“十三五”期间，我国对环境治理的重点内容之一即是加强水污染防范，而水污染的现状与工业废水的排放息息相关。目前，我国污水处理厂的提标改造需求日益增长，对污水处理厂的新建需求也大幅增加，我国工业废水处理行业迎来了黄金发展期。MBR（MembraneBioreactor,膜生物反应器）是一种新型的污水处理工艺，既使用了膜分离技术，又结合了传统生物处理的方法。通过把两种处理方法的融合起来有效地处理污水，既节省了建设二沉池的程序，还能提高固液分离效率。此外，由于曝气池中活性污泥质量浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现,还可以提高生化反应速率。通过降低F/M比减少剩余污泥产生量，可以解决许多传统活性污泥法中的突出问题。具有处理水质好、便于中水回收、低碳环保等诸多其他污水处理方法无法相比的优势，符合我国绿色发展的理念，适宜在工业废水处理领域推广应用。2我国工业废水排放现状我国工业废水排放现状工业废水是指在工业生产过程中产生的污水和废液，工业废水中含有工业生产原料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的各种污染物。从2015年起，我国工业废水排放量逐年下降，过去五年的平均降幅为2%»2015年，我国工业废水排放量达到201.5亿吨。可以推测，2016-2020年的同比降幅仍保持2%的下降趋势。尽管我国工业废水排放量有所降低，但我国工业废水基数庞大。相比于生活污水，工业废水对我国自然环境和生活环境的影响更大，一旦工业废水流入河流、地表水和地下水，将会严重影响人民生活中的用水安全；若工业废水渗入土壤，亦会造成土壤污染。因此，工业废水处理是不容小觑的问题。我国工业废水的排放行业相对较为集中，根据2015年的数据，我国工业废水排放行业的排放占比情况如下：造纸和纸制品业、化学原料及化学制品制造业、煤炭开采和洗选业94•I'Wdlllllift20198.7%o我国政府通过监管和提标改造两种路径，来严防工业企业通过偷排、漏排等方式造成严重污染。在我国空前严格的监管力度和处罚力度之下，大量企业通过提标改造来降低排污成本。根据GEPResearch发布的《全球及中国工业废水处理行业发展报告》显示，2016年，我国工业废水处理行业市场规模为842.84亿元，同比增长增长4.86%;可以推测，2017-2020年我国工业废水处理行业市场空间极大，预计可达3800亿元。3我国我国MBR技术发展历程技术发展历程MBR技术起源于20世纪60年代后期，1966年，由美国Dorroliver公司率先提出了将外置式MBR工艺概念商业化的污水处理系统。1969年，美国Smith等人采用了活性污泥法和超滤膜组件相组合的形式来处理市政污水，形成了初级MBR系统。到了20世纪90年代，MBR在实际应用中取得飞速发展。加拿大Zenon公司的超滤管式膜生物反应器和浸没式中空纤维膜组件，并把它推广应用到美国、德国、埃及等若干国家；而日本Kubota公司研制岀的平板式浸没MBR,则标志着MBR工艺走向成熟化发展。伴随着全球膜材料行业的飞速发展，目前MBR在全球的工业废水处理领域、生活污水处理领域及饮用水处理领域均得到较好的应用和推广。我国虽然对MBR的研究起步较国外发达国家晚了一些，但发展规模迅速增加。我国自20世纪90年代初开始将MBR用于污水处理领域，至今已经历了五个主要发展阶段：1990年-2000年，MBR通过小试和中试阶段，并建立了示范工程；2000年-2003年，实现单个工程规模达到日处理百吨处理级别的小规模实际应用；2003年-2006年，实现单个工程规模达到日处理千吨处理级别的中等规模实际应用；2006年-2010年，实现单个工程规模达到日处理万吨级别的大型MBR进入实际应用阶段。自2006年我国的第一座日处理达万吨规模的MBR投运以来，MBR在工业废水处理工程中的应用得到迅速发展。首个日处理万吨级别的MBR工程是由北京碧水源承建，于2006年在北京密云县的污水处理厂投入运行，标志着我国大型MBRI程进入应用阶段。2010年至今，大型MBR工艺的增长数量和规模与日俱增，2010年，我国MBR处理总规模突破了100万t/d,2014年突破了400万t/do经过近三十年的发展，应用于MBR工艺的膜材料，也完成了三次跃迁，从最初的聚丙烯膜发展到聚乙烯膜，如今主流的膜材料已发展到聚偏氟乙烯膜，使MBR工艺应用的投资成本和运行费用逐渐降低。目前，国内膜供应厂商的市场份额逐年提高，我国MBR技术