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1、1,膜生物反应器污水处理技术的现状与未来发展,黄 霞清华大学环境科学与工程系,Tsinghua University,2,报告提纲,MBR的技术优势MBR的发展历程MBR的应用现状MBR的未来发展,3,曝气池,二沉池,进水,混合液出水,系统出水,回流污泥,剩余污泥,曝气装置,传统活性污泥工艺流程,4,曝气池,回流污泥,二沉池,5,传统活性污泥工艺的不足,受重力固液分离效果的限制，曝气池内的污泥浓度有限，致使容积负荷低，装置占地面积大；处理水质不够理想和稳定；管理操作复杂，有时会出现污泥膨胀；污泥产生量大。,6,曝气池,进水,混合液出水,系统出水,回流污泥,剩余污泥,曝气装置,什么是MBR?,7
2、,MBR的技术优势,处理出水水质良好；污泥浓度高，装置容积负荷大，占地省；有利于各类微生物截留，污染物去除能力强；剩余污泥产生量低；易于实现自动控制；操作管理方便。,8,MBR对有机物、氨氮、病毒等的去除效果,9,报告提纲,MBR的技术优势MBR的发展历程MBR的应用现状MBR的未来发展,10,MBR-Network,R&D RO,R&D side-stream MBR,R&D submerged MBR,Japan,Asia&Pacific,Europe,N.America,Building WR,Ind.&Small system,MWWT,MWWT&Ind.,MWWT&Ind.,Ind.
3、&MWWT,国际上MBR发展历程,From Prof.Yamamoto(IWA-MTC 2009 Beijing),11,MBR-TRAIN,*Research projects overview,12,第一代MBR加压分置式,板式超滤膜（聚丙烯睛）,管式超滤膜（有机、无机膜）,膜成本高，运行费用大，应用受到限制。,13,第二代MBR浸没式（一体式）,14,1990,2000,开始研究,中国应用,国内MBR发展历程,2002年，清华大学、浙江大学、天津大学同时获863项目资助,15,19902000实验室小试、中试研究、小规模示范20002003数百m3/日规模实际工程：建筑中水、工业废水处理
4、等20032006数千m3/日规模的实际工程出现：城市污水、工业废水处理等2006 万m3/日以上规模工程出现：北京市密云县MBR工程（设计规模：4.5万m3/日）于2006年5月投入运行,国内MBR发展历程,16,报告提纲,MBR的技术优势MBR的发展历程MBR的应用现状MBR的未来发展,17,MBR的应用现状,应用对象的多样化膜组件和膜组器的多元化膜污染控制技术得到发展应用的推动力日益增加全球市场稳步增加，国内市场发展快速,18,1.应用对象的多样化,城市污水的处理与回用高浓度有机工业废水的处理含难降解有机物废水的处理受污染河水的净化,19,城市污水的处理与回用,许多城市缺水：661个城市
5、中有一半以上存在不同程度的缺水。MBR可以提供良好和稳定的出水水质。MBR可以去除COD、浊度、脱氮除磷去除微量有机物（内分泌干扰物等）MBR-RO获取更高质量的再生水,20,膜出水与我国污水回用标准的比较,#括弧外:河道类水体;括弧内:湖泊类水体、水景类用水,21,MBR对微量有机物(EDCs)的去除,Removal(%),Target EDCs,E2-equivalent quantity(g/L),Supernatant EffluentMBR,Supernatant EffluentSBR,22,密云县污水处理厂MBR回用工程（45000m3/d，2006年6月投入运行）,曝气池,膜池
6、,膜池,23,北小河MBR污水再生工程,6万m3/d2008年7月投入运行,24,MBR在城市污水脱氮除磷应用中的潜力,硝化效果好，受低温影响小强化TN去除：曝气池内污泥浓度高（10-15g/L），可以形成同步硝化/反硝化促进反硝化脱磷（节省碳源）高污泥浓度可以促进内源反硝化促进除磷：长污泥龄除磷可能膜对胶体的去除贡献防止污泥流失,25,高污泥浓度、低溶解氧：同时硝化反硝化,反硝化除磷,MBR强化脱氮除磷工艺,厌氧 前置缺氧 好氧 后置缺氧 膜池,有机成分,细胞死亡,PHA,低碳：内源反硝化,Anaerobic Anoxic 1 Oxic Anoxic 2 Membrane tank,26,0
7、,5,10,15,20,25,20,16,12,出水TN浓度(mg/L),改良工艺,常规脱氮除磷工艺,水力停留时间(h),城市污水一级A排放标准,改良工艺与传统工艺的比较,现场中试的总氮去除效果,MBR强化脱氮除磷工艺,InfluentEffluent,TN浓度(mg/L),27,-1,MBR脱氮除磷工艺的除磷效果,28,MBR上清液中，磷主要包括胶体磷和自由磷酸盐。,胶体磷,自由磷酸盐,分子量分布,含磷分布,上清液,膜出水,膜能有效截留胶体磷，导致膜出水中含磷下降。,膜,胶体磷,自由磷酸盐,29,太湖地区城市污水处理厂升级改造中的应用,无锡硕放污水处理厂（2万m3/d）2009.10建成,无
8、锡城北污水处理厂（2.5万m3/d）2009.12建成,30,COD,总氮,氨氮,总磷,MBR强化脱氮除磷工艺工程运行效果,31,总氮沿程浓度及去除贡献分布,32,总磷沿程浓度及去除贡献分布,33,湖北十堰市神定河MBR工程,设计规模：11万m3/d，2009年10月投入运行,34,MBR处理食品废水,汇联食品厂MBR工程（清华永新双益）,上海亚太食品废水处理工程（浙大凯华）,35,由诺卫环境安全工程技术有限公司提供,巴陵石化MBR（7200m3/d）洛阳石化MBR（5000m3/d）金陵炼化MBR(6000+6000m3/d),MBR处理石化废水,36,徐州卷烟厂废水MBR-RO工程（200
9、0m3/d，2007年8月运行）,外置airlift膜组件,37,MBR处理垃圾渗滤液,佛山高明白石坳填埋场 MBR+NF（900m3/，2006年）,上海江桥垃圾焚烧厂 MBR（400/，2006年）,38,受污染河水的净化,39,北京温榆河水质净化工程（100,000m3/d,2007.11运行）,40,温榆河MBR工程氨氮去除效果,41,2.膜组件和膜组器的多元化 中空纤维膜,Ge-Zenon三菱Memcor旭化成膜天浙大北京碧水源海口立升北京坎普尔.,42,久保田公司,久保田TorayHuberBio-cellSINAP沛尔,2.膜组件和膜组器的多元化 平板膜,43,Norit X-F
10、low南京化工大学（陶瓷膜),2.膜组件和膜组器的多元化 管式膜,44,什么是膜污染？,3.膜污染控制技术得到发展,45,什么是膜污染？,凝胶层,污泥层,Bulking sludge,46,膜污染控制与稳定运行技术,膜,47,北京密云县MBR工程的长期运行,48,4.MBR应用的推动力日益增加,推动力,阻力,成本和运行费用有待于进一步降低技术成熟度有待于进一步提高无标准化设计方法,水回用的需求污水处理排放标准的提高技术应用逐渐成熟膜性能增加和膜价格的大幅度下降土地资源日趋紧张,49,5.MBR全球的市场现状,全球MBR的市场规模在过去5年里增长了一倍。2005年市场销售额达到2.17亿美元。预
11、期到2010年，将会达到3.6亿美元。欧洲市场：1999年：2.53亿欧元2002年：3.28亿欧元2004年：5.7亿欧元，增长速率6.7%美国市场：2004-2006：增长15%,50,(B.Lesjean,IWA International Membrane Conference at Harrogate,UK,May,2007),51,国内MBR工程建设情况,截止2009年底：规模万m3/d的MBR工程约30个最大规模：湖北省十堰市神定河MBR工程（设计能力11万m3/d）2010年：已有7个大型MBR在建，累计处理能力33万m3/d2011年：数个大型MBR工程已签约,52,国内代表性MBR工程处理城市污水（1万m3/d）,53,云南,广东,海南,江西,安徽,湖北,四川,山西,内蒙古,江苏,山东,河北,黑龙江,天津,北京：87.1,我国已建或者在建万吨以上级别的MBR污水处理厂,54,未来发展,进一步发展各类以MBR为核心的组合工艺：MBR+ROMBR+FO(Forward osmosis)MBR+O3MBR+?,55,未来发展,提升膜材料和膜组器性能性能更高、价格更低、寿命更长膜组件和膜组器的标准化系统的整体优化交流平台的构建,56,谢谢！,
