再谈MBR：破局的金钥匙，“333”还有多远？

时间： 2022-09-01 09:38

来源：中国水网

作者：全新丽

关于膜通量，多个膜厂家曾提到市政污水厂MBR膜设备招标中常遇到的困惑：“国内招标文件经常会要求平均膜通量小于多少，例如≤15LMH（即对应的膜面积不能少于多少平米），生怕供应商少给膜，而在海外项目投标中，招标文件经常要求平均膜通量≥26或27LMH。有经验的用户非常清楚优质膜应该达到的膜通量，膜通量取值低意味着需要更多面积的膜，即使膜厂家不增加膜费用，对客户来说也意味需要更多的膜池占地面积和土建投资，更多的膜吹扫鼓风机投资和膜运行能耗，吨水成本更高。”

据了解，苏伊士（原GE）、科氏和世浦泰等在海外市政污水项目的运行平均膜通量多在25~28LMH。此外，世浦泰正在进行平均膜通量30~35 LMH的多个万吨级MBR项目测试验证。近些年来，国内也有较多膜厂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膜组器，其膜通量和膜吹扫气水比等关键技术性能，相比其第三代组器均有大幅提升。

MBR膜行业的第一个“3”目标时代已经到来。

第二个“3”目标：气水比降低，“电老虎”也会变

膜的运行能耗，是MBR工艺污水厂的业主方和运营方经常抱怨的另一个点，而膜运行能耗占比最大的就是膜吹扫曝气鼓风机的能耗。

膜吹扫气水比越大，鼓风机运行能耗就越高。以往MBR膜高达8~12:1的气水比，差不多是好氧池曝气气水比的两倍左右，是MBR工艺污水厂全厂能耗最大的环节，被称之为“电老虎”。这样的高能耗导致一些用过膜的甲方“谈膜色变”。

膜吹扫气水比与膜通量、膜吹扫曝气方式和膜装填密度等三个因素均相关。

通过调研得知，随着大气泡节能脉冲曝气技术的推广，膜吹扫气量已大幅下降。例如，碧水源的第四代S-MBRU膜组器采用了大气泡脉冲曝气，膜吹扫气水比其第三代产品大幅下降，膜吹扫气水比从9:1降低至6:1以下，节能幅度明显，完全达到了相关领跑者标准气水比指标中的先进水平，该标准中气水比即是≤6：1。这反映出国内MBR膜产品在节能方面取得的巨大进步。

本月，中信环境技术的彭赞国博士在线上行业分享活动中，介绍了福州市福清融元污水厂案例，该厂凭借双层膜组器的高装填设计，及配套大气泡脉冲曝气，实现了美能膜的膜吹扫气水比近3:1。在采访中了解到，世浦泰也有多个项目的实际运行膜吹扫气水比达到了3:1以下。

看来，第二个“3”的目标也是可以实现的。

第三个“3”目标：吨水电耗回归平民

根据新加坡PUB公开的新加坡某MBR污水处理厂的运行数据，其全厂运行吨水电耗仅为0.27kwh/m³。

对于日处理规模万吨级以上的城镇污水处理厂，MBR工艺污水厂全厂运行吨水电耗如果能够降至0.3kwh/m³以下，就意味着基本达到了传统工艺相同的运行能耗，具有非常重要的意义。

如果要将MBR工艺污水厂的全厂吨水电耗控制在0.3kwh/m³以下，就需要将生化池与膜系统的合计吨水电耗控制在0.23kwh/m³以下，特别要控制好有节能潜力的三个关键环节的电耗。

一是膜吹扫曝气能耗需要控制在不超过0.04 kwh/m³，对应的需要将膜吹扫气水比控制在不超过3:1，同时采用磁悬浮、空气悬浮等节能型鼓风机。

二是降低回流泵能耗，区别于传统MBR工艺的三级回流方式（膜池回流至好氧池、好氧池回流至缺氧池、缺氧池回流至厌氧池），新加坡PUB公开的新加坡某MBR污水处理厂则采用的是一级回流方式。

在近期的行业研讨中，苏伊士的罗敏博士和世浦泰的白海龙总工均提到了对传统的MBR工艺进行优化，变三级回流为一级回流，大幅降低回流能耗，吨水电耗可控制在0.015kwh/m³以内。

三是好氧池曝气采用节能型的微孔曝气器等手段实现生化池曝气能耗的降低，节能型微孔曝气器在德国等欧洲国家应用较为广泛，国内一些污水厂近几年也已逐步开始应用，基于正常的市政污水进水水质，好氧池的曝气能耗可控制在0.11 kwh/m³以内甚至更低。

而其他的用电环节，包括厌缺氧池搅拌、膜产水泵、膜化学清洗等，通常吨水电耗合计在0.065kwh/m³左右。

因此，通过提升膜性能和系统工艺优化，即可以实现全厂吨水电耗0.3kwh/m³的目标。

此外，业内已有厂家在尝试MBR重力产水代替泵产水方式。如果膜重力产水将来能够得到应用推广，则膜系统的运行能耗还将会再降低0.03kwh/m³，更容易实现0.3kwh/m³甚至更低的吨水能耗。

结语：“333”是打开未来之门的金钥匙

通过访谈、调研、资料分析发现，“333”目标正在实现。最吸引人的是，吨水电耗到了0.3度电，意味着MBR工艺在电耗上已经和传统工艺基本持平，纠结成本的人可以放心了。

运营成本基本不增加的情况下，在现有污水处理厂的基础上，提标改造时采用MBR工艺，顺水推舟就可以实现污水资源化，有非常现实的意义。如果个别条件合适的厂子，再接上RO工艺，就可以直接比肩新加坡的新生水，作为城市的第二水源地了。

在这方面，我国的一些膜应用企业也在往前走。例如金科环境的唐山南堡污废水资源化项目，采用高效曝气生物滤池+超滤+反渗透+阳离子交换器的核心工艺，对含有高硫酸根、高硬度、有机物浓度高且生化性能差的化纤废水进行深度处理，生产出的高品质再生水出售给南堡经济开发区内三友集团化纤企业，实现“以水养水”，形成了环境企业真正的价值增值。

膜行业确实是今非昔比，通过全行业的持续努力，国际和国内膜材料和膜应用技术均取得了重大进步。“333”时代到来，那么“膜三贵”的行业痛点就会散去。

同时，我们也明显感受到MBR行业从业者想要摆脱过去那种“群膜乱舞”的局面，在当前低碳和高质量发展的背景下，都有一种迫切的心情，想要为污水处理及膜行业寻找出一条面向未来的道路。

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编辑：李丹