膜生物反應(yīng)技術(shù)4S-MBR工藝及其應(yīng)用
來(lái)源：中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè) 閱讀：3893 更新時(shí)間：2010-02-26 11:37目前，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理多以氧化溝、A/O、A2/O、CASS等工藝為主，但這些工藝普遍存在處理效率低、占地面積大、有機(jī)剩余污泥產(chǎn)量大、污水處理難以實(shí)現(xiàn)同步回用等問(wèn)題。
近年來(lái)，隨著水資源短缺及污泥處置問(wèn)題的突出，污水資源化及污泥減量化要求日益迫切，以膜生物反應(yīng)器為代表的新工藝開(kāi)始得到應(yīng)用。
膜生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactor，簡(jiǎn)稱(chēng)MBR）是一種將膜分離技術(shù)與生物處理單元相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、出水可滿足回用要求等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。
1 膜生物反應(yīng)技術(shù)（4S-MBR）簡(jiǎn)介
4S-MBR是金達(dá)萊公司自主研發(fā)的一種以膜生物反應(yīng)器為基礎(chǔ)，反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度大，運(yùn)行能耗低，可實(shí)現(xiàn)基本不排放有機(jī)剩余污泥的污水處理新工藝，其特點(diǎn)“4S”主要體現(xiàn)在污水污泥同步（Sewage and Sludge Treating Synchronization）、處理回用同步（Treating and Recycling Synchronization）、脫氮除磷同步（Denitrifying and Dephosphorizing Synchronization）、節(jié)能高效同步（Saving and Efficiency Synchronization）方面。
1.1 4S-MBR工藝流程（見(jiàn)圖1）
污水經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入兼氧/好氧區(qū)（主要目的是控制前端硝化反應(yīng)，優(yōu)化后段氨氮及硝酸鹽比例），隨后污水進(jìn)入膜生物反應(yīng)區(qū)，由于膜的截留作用，反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成高濃度的活性污泥，主要污染物（有機(jī)負(fù)荷及氨氮）在此區(qū)得到強(qiáng)化降解，出水可達(dá)到城市生活回用水標(biāo)準(zhǔn)要求。
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1.2 適用規(guī)模
根據(jù)實(shí)際情況，4S－MBR技術(shù)既可用于制造日處理幾十噸水量的一體化污水處理裝置，也可用于建造日處理上萬(wàn)噸水量的污水集中處理工程，其適用處理水量從1t/d到10萬(wàn)t/d不等，既能集中處理也可分散處理，適應(yīng)性較強(qiáng)。
4S-MBR一體化污水處理裝置見(jiàn)圖2，4S-MBR污水集中處理工程見(jiàn)圖3。
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1.3 4S-MBR技術(shù)主要特點(diǎn)
（1）處理效果好，出水可達(dá)到回用水平
由于膜的高效截留作用，反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度大，污染物去除效率高，出水達(dá)到并優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)污水就近回用。
（2）污泥產(chǎn)生量小
該工藝通過(guò)強(qiáng)化有機(jī)污泥在系統(tǒng)中的自身消化，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)污泥在系統(tǒng)中的大幅度減量。同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)不排泥方式運(yùn)行，污泥自身消化速率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，反應(yīng)器內(nèi)維持了與進(jìn)水水質(zhì)相匹配的高濃度活性污泥，基本不排放有機(jī)剩余污泥。
（3）能同步脫氮除磷
該工藝通過(guò)提高氣化除磷微生物在生化系統(tǒng)中的比例，強(qiáng)化了“氣化除磷”效果，突破了傳統(tǒng)排泥除磷的技術(shù)觀念。系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了系統(tǒng)的脫氮除磷效果，實(shí)現(xiàn)了單一膜生物反應(yīng)器連續(xù)式高效脫氮除磷，達(dá)到國(guó)內(nèi)外高效脫氮除磷生化處理工藝水平。
（4）運(yùn)行能耗較低
該工藝通過(guò)改變傳統(tǒng)單一好氧膜生物反應(yīng)器工藝以好氧微生物為主的菌相結(jié)構(gòu)及提高氧利用率，減少了系統(tǒng)生化需氧量及曝氣沖刷無(wú)效能耗，使該技術(shù)在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于常規(guī)生化工藝的情況下，綜合運(yùn)行成本與常規(guī)生化工藝相當(dāng)。
（5）可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守
系統(tǒng)通過(guò)采用PLC自動(dòng)控制及GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控，基本可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行，大大降低了廢水處理站操作人員的配備數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。
（6）運(yùn)行成本低
4S-MBR工藝占地面積較常規(guī)工藝大幅減少，布局靈活，系統(tǒng)通過(guò)降低運(yùn)行能耗，噸水運(yùn)行電耗僅0.36kW·h/m3，噸水處理成本僅0.3～0.5元。
1.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)
目前4S-MBR技術(shù)在城市污水處理領(lǐng)域已取得了較好效果。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與常規(guī)城市污水處理工藝對(duì)比見(jiàn)下表。
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2 4S-MBR技術(shù)在城市生活污水處理中的應(yīng)用實(shí)例
2.1 集中式城市生活污水處理與回用領(lǐng)域
（1）江西省瑞昌縣污水處理與回用工程
處理水量2.5萬(wàn)m3/d；工程投資3842萬(wàn)元；出水優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)：出水COD<30mg/L、BOD<10mg/L、NH3-N<5mg/L、SS<10mg/L；實(shí)現(xiàn)基本不排放有機(jī)剩余污泥。
（2）富葵精密組件（深圳）有限公司生活污水處理與回用工程
處理水量7500m3/d；工程投資1350萬(wàn)元；出水穩(wěn)定優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 分散式污水處理與回用領(lǐng)域
（1）匈牙利KIS公司生活污水處理與回用工程
處理水量50m3/d；工程投資2萬(wàn)歐元；設(shè)備自2009年3月正式投入運(yùn)行以來(lái)一直未排放污泥，出水優(yōu)于匈牙利污水排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，出水就近回用。
（2）深圳觀瀾河流域創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園生活污水處理與回用工程
處理水量100m3/d；工程投資49.5萬(wàn)元；設(shè)備自2009年1月投入運(yùn)行至今未排泥，出水穩(wěn)定優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)。
（3）某別墅污水處理與回用工程
處理水量2m3/d；工程投資5萬(wàn)元；設(shè)備采用太陽(yáng)能發(fā)電方式供電，自投入運(yùn)行以來(lái)至今未排泥，出水穩(wěn)定優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，就近回用于別墅生活雜用水。
（4）江蘇常州武進(jìn)區(qū)孔嘉鎮(zhèn)坂上村污水處理與回用工程
處理水量100m3/d；工程投資42萬(wàn)元；設(shè)備自2009年4月投入運(yùn)行至今未排泥，出水穩(wěn)定優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，就近回用于村莊雜用水。
（5）中航工業(yè)洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
處理水量1100m3/d；工程投資360萬(wàn)元；設(shè)備自2009年2月投入運(yùn)行至今未排泥，出水穩(wěn)定優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，就近回用于廠區(qū)雜用水。
其他主要工程業(yè)績(jī)還有：興昂制革（惠州）有限公司污水處理與回用工程（處理規(guī)模2400m3/d）、江西贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)院生活污水處理與回用工程（處理規(guī)模1000m3/d）、匈牙利KIS公司采購(gòu)50臺(tái)膜技術(shù)污水處理器（處理規(guī)模5000m3/d）、天津港北港池集裝箱碼頭污水處理與回用工程（處理規(guī)模160m3/d）、華東交通大學(xué)污水處理與回用工程（處理規(guī)模200m3/d）、惠州象頭山國(guó)家森林公園污水處理回用工程（處理規(guī)模30m3/d）、瑞昌第一中學(xué)生活污水處理工程（處理規(guī)模100m3/d）、石家莊中冀正元化工有限公司污水處理回用工程（處理規(guī)模600m3/d）、大保高速公路生活污水處理工程（處理規(guī)模125m3/d）等共30余個(gè)。
3 金達(dá)萊膜處理技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
4S-MBR工藝對(duì)解決有機(jī)類(lèi)廢水處理及有機(jī)剩余污泥處理難題提供了理想的技術(shù)選擇。同時(shí)，金達(dá)萊公司針對(duì)可生化性較差的工業(yè)廢水自主研發(fā)出一套經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行的膜法深度處理回用工藝—JLD－特種集成膜分離技術(shù)。該技術(shù)采用“分級(jí)處理、逐級(jí)深化”的設(shè)計(jì)原理，集超濾、納濾、反滲透等多種膜法處理工藝的優(yōu)點(diǎn)于一體，已廣泛用于電子電鍍、皮革、印染、制藥等多個(gè)工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。
3.1 在電子電鍍廢水處理上的應(yīng)用
金達(dá)萊公司采用JDL-特種集成膜技術(shù)處理電子電鍍廢水，目前已成功應(yīng)用于數(shù)百項(xiàng)電子電鍍廢水資源化處理回用工程。
（1）主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
電子線路板廢水處理及回用投資2500～3200元/m3、直接運(yùn)行成本2.0～3.0元/m3。電鍍廢水處理及回用噸水投資2000～4500元/m3，直接運(yùn)行成本3.8～7.5元/m3，占地0.40～0.90m2/m3。
（2）工程實(shí)例
1）富頂精密組件有限公司電鍍廢水處理工程
2007年國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程；處理規(guī)模6000m3/d，廢水回用率60%；處理效果：出水COD<40mg/L、NH3-N<3mg/L、TP<0.5mg/L、Cu2+<0.1mg/L、Ni+<0.5mg/L。
2）深圳順絡(luò)電子股份有限公司生產(chǎn)廢水治理及回用工程
處理規(guī)模73m3/d；廢水性質(zhì)：含鎳廢水、含錫廢水、酸堿洗滌廢水；處理效果：核心工藝為“TMF+JDL-特種集成膜”組合技術(shù)，廢水回用率達(dá)90%，處理后出水達(dá)自來(lái)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可作為電鍍線一般用水。
（3）主要工程業(yè)績(jī)
1）先進(jìn)半導(dǎo)體材料（深圳）有限公司電鍍廢水治理工程（處理水量3600m3/d，國(guó)家示范工程）；
2）東莞豪峰電鍍工業(yè)園廢水處理與回用工程（一期處理規(guī)模5000m3/d，總處理規(guī)模3萬(wàn)m3/d）；
3）皆利士多層線路板（中山）有限公司廢水處理工程（一期處理規(guī)模9600m3/d、總處理規(guī)模2.25萬(wàn)m3/d）；
4）鴻勝科技淮安廠廢水處理工程（處理規(guī)模1.9萬(wàn)m3/d）；
5）富士康精密科技園廢水處理工程（處理水量1.2萬(wàn)m3/d）；
6）長(zhǎng)虹集團(tuán)表面處理廠電鍍、電泳涂裝及表面處理廢水處理工程（處理水量1500m3/d，國(guó)家示范工程）；
7）臺(tái)灣富士康富柏工業(yè)（深圳）有限公司線路板廢水及電鍍廢水處理工程（處理水量4000m3/d，國(guó)家示范工程）。
3.2 在皮革廢水處理上的應(yīng)用
金達(dá)萊公司采用“4S-MBR+JDL-特種集成膜”的組合工藝處理皮革廢水，在我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)蘭皮制革廢水達(dá)標(biāo)處理及資源化回用，廢水回用率達(dá)到60%。
（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
直接運(yùn)行成本2.0～3.0元/m3，比國(guó)內(nèi)同類(lèi)技術(shù)降低25%～30%；噸水占地0.70～1.0m2/m3，相比國(guó)內(nèi)同類(lèi)技術(shù)降低約30%；廢水回用率60%，剩余污泥為傳統(tǒng)工藝的20%，出水達(dá)廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
（2）工程實(shí)例
興昂制革（惠州）有限公司污水處理與回用工程。處理規(guī)模2400m3/d；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：總投資1080萬(wàn)元，直接運(yùn)行成本2.0～3.0元/m3，占地0.8m2/m3；工程特色：將4S-MBR引入蘭皮制革廢水處理，并結(jié)合JDL-特種集成膜技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外首次將蘭皮制革廢水成功回用于生產(chǎn)，回用率達(dá)60%。
3.3 在印染廢水處理上的應(yīng)用
金達(dá)萊公司采用“預(yù)處理+4S-MBR”的組合工藝處理印染廢水，已成功應(yīng)用于多項(xiàng)工程。
（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
直接運(yùn)行成本為0.7～0.9元/m3；剩余污泥僅為傳統(tǒng)生化工藝的20%；占地0.30～0.50m2/m3，為傳統(tǒng)生化工藝的20%～50%；建設(shè)周期短，生化體系施工量約為傳統(tǒng)生化處理系統(tǒng)的50%。
（2）工程實(shí)例
東莞市豪豐環(huán)保專(zhuān)業(yè)基地印染廢水處理及回用工程。處理規(guī)模4萬(wàn)m3/d；技術(shù)指標(biāo)：出水達(dá)到廣東省《水污染排放限值》（DB44/26-2001）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：直接運(yùn)行成本0.78元/m3、占地0.33m2/m3。
3.4 在制藥廢水處理上的應(yīng)用
金達(dá)萊公司采用“4S-MBR+JDL-特種集成膜”組合處理工藝，成功實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵類(lèi)、酶制劑類(lèi)等制藥廢水的達(dá)標(biāo)處理和回用。
（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
直接運(yùn)行成本1.0～1.5元/m3；占地0.20～0.30m2/m3，為常規(guī)好氧工藝1/3；出水水質(zhì)：COD<200mg/L優(yōu)于常規(guī)處理工藝所能達(dá)到的COD<300mg/L，氨氮<5mg/L；剩余污泥為傳統(tǒng)生化工藝的20%，排泥周期＞90天/次。
（2）工程實(shí)例
諾維信（中國(guó)）生物醫(yī)藥有限公司酶制劑制藥廢水回用工程。處理規(guī)模3800m3/d；回用水量2660m3/d；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：直接運(yùn)行成本1.0～1.2元/m3（藥劑費(fèi)、人工費(fèi)和電費(fèi)），占地面積為0.2m2/m3；處理效果：制藥廢水回用率達(dá)70%，回用水COD≤60mg/L，BOD≤10mg/L，總磷≤1.0mg/L。
3.5 在有機(jī)硅類(lèi)廢水處理上的應(yīng)用
金達(dá)萊公司采用“4S-MBR+ JDL-特種集成膜”的工藝處理有機(jī)硅類(lèi)廢水，成功實(shí)現(xiàn)了有機(jī)硅類(lèi)廢水的處理與回用。
（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
直接運(yùn)行成本3.0～3.5元/m3；占地0.8～1.0m2/m3；出水COD<300mg/L，經(jīng)JDL-特種集成膜處理后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
（2）工程實(shí)例
凱達(dá)新材料股份有限公司有機(jī)硅污水處理與回用工程。處理規(guī)模4.5萬(wàn)t/a，回用水量3.6萬(wàn)t/a；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：直接運(yùn)行成本3.0～3.5元/m3，占地0.85m2/m3；處理效果：回用水COD＜20mg/L、排放水COD＜300mg/L、BOD＜300mg/L、SS＜400mg/L、NH3-N＜35mg/L、TP＜8mg/L。
4 總結(jié)
金達(dá)萊公司依托膜技術(shù)為核心開(kāi)發(fā)的4S-MBR膜生物反應(yīng)器、JDL-特種集成膜分技術(shù)，已成功應(yīng)用于城市污水處理及電子、電鍍、皮革、印染、制藥、有機(jī)硅類(lèi)等多種工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，有效實(shí)現(xiàn)了廢水的資源化利用。
