市政领域MBR工艺应用现状及技术特点分析

168科技研究城市道桥与防洪2016年O1月第01期市政领域MBR工艺应用现状及技术特点分析刘云，蒋岚岚，张万里，程文(1．无锡新区市政公用事业管理处，江苏无锡214000；2．无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡214072)摘要：介绍了膜生物反应器在国内市政领域的应用研究现状，初步分析了MBRT艺应用的主要原因，并从生物处理段应用技术、膜材料的应用特点、膜组件应用特点和膜通量的选择等4个方面对MBR在我国市政领域应用的技术特点进行了详细分析，以期为今后国内MBR工艺的规模化设计应用提供参考。关键词：市政领域；膜生物反应器；应用；技术特点中图分类号：X703文献标志码：B文章编号：1009—7716(2016)01—0168—050引言随着水资源的日趋短缺和城市化进程逐步加快，我国对污水排放标准和中水回用比例的要求逐年提高。由于地表水和地下水污染带来的饮用水安全问题日益突出，促使膜生物反应器得到了广泛的关注和应用⋯。至2014年底，我国已有近百个规模超万立方米／天的MBR市政污水处理工程投人运行。结合相关工程经验，在研究国内市政领域MBR工艺应用案例的基础上，初步分析了市政领域MBR工艺应用的技术特点，以期为今后国内MBR工艺的规模化设计应用提供参考。1应用研究现状早在20世纪90年代，膜生物反应器技术就已引进中国用于废水和再生水处理l2l。从那时起，膜生物反应器在中国的研究和应用经历了以下4个主要阶段：(1)初始实验室研究阶段(1990～2000年)1991年MBR传人中国，1996年，国家“九五”攻关开始资助研究MBR¨T艺，完成了实验室小试、中试和部分示范工程的建设。(2)深入研究及小型工程应用阶段(2001～2005年)2001年国家推出膜产业化政策，2002年国家863重大专项资助MBR研究，MBR工艺进入了深入的研究阶段，数百至数千立方米／天规模的实际收稿日期：2015-09—15作者简介：刘云(1979一)，男，江苏镇江人，工程师，主要从事给水排水工程的设计和管理工作。工程开始建造。(3)规模_丁程应用阶段(2006～2009年)2005年国家推出的节能减排和污水资源化利用政策促进了MBR的应用发展。其应用由中小型向大型处理设施延伸，开始出现了上万立方米／天规模的工程，并给MBR的全面推广应用奠定了初步的技术基础。(4)全面推广应用阶段(2010至今)从2010年开始，随着排放标准的提高、民众对环境保护意识的加强，以及膜材料价格的下降，MBR工艺开始在全国多地大规模商业化应用。处理规模在万立方米／天以上的MBR工程年新增数量迅速扩大，并且出现了近20座超10万／d处理规模的MBR1二程(见图1)。据不完全统计，2014年底投入运行的MBR项目累计处理能力已近350X1011,13／d。预计2015年底投入运行或在建的MBR项目的累计处理能力将超过600×10m。／d。7∞60Oo04【)(]蒌3(J(】盘2[)01O001伽9O8O7O6O50403O2O1O020062007200820092010201l20122013201,12015年份图1市政领域大规模的膜生物反应器应用情况(含2015年在建工程】2016年01月第Ol期城市道桥与防洪科技研究1692应用主要原因分析2．1排放标准的提高从水环境的角度看，经过多年治理，目前我国大部分湖泊水质仍然处在IV类、V类、劣v类水平，生态系统脆弱。同时，向五大湖泊(滇池、巢湖、太湖、洞庭湖和鄱阳湖)排放的市政废水一直保持增加态势。对排向脆弱水体的污水提高标准已成为一种趋势。排放标准的提高是MBR工艺在中国大规模应用的主要原因，因为MBR的出水水质优于传统工艺且耐水质冲击负荷能力强。与此同时，严控出水水质的环保监督力度加大也进一步加速了MBR的应用。滇池流域的昆明市和太湖流域的无锡市的大规模应用可见一斑。2．2回用水的需求中国是全球最缺水的国家之一，人均可更新淡水量仅为世界平均水平的1／3，此为资源性缺水。同时，在经济发达、人口稠密的地区，人均可更新淡水量又仅为全国平均值的1／10，此为结构性缺水。更为严重的是水体污染较为严重，根据42013年环境水资源公报》，劣V类水质占总河长的14．9％，劣V类水质断面比例达到19．5％，此为水质性缺水。水资源的短缺使市政污水进行再生回用成为缺水地区的诉求。MBR的出水水质可满足多种再生水水质标准，在回用用途和出水水质保障率上明显优于传统工艺进行深度处理后的水质，因此，回用水的需求是MBR工艺在中国大规模应用的另一原因。严重结构性缺水的华北地区MBR工艺的应用占全国市政领域应用的44％(见图2)，特别是海河流域的北京市占比高达38％，其采用MBR主要出于污水回用的目的(见图3)。西东北图2膜生物反应器应用区域分布2．3土地资源