04如何降低膜的運(yùn)行能耗？

從傳統(tǒng)MBR工藝污水廠全廠各部分電耗占比來看，膜系統(tǒng)的電耗甚至占到了全廠電耗的一半。而從傳統(tǒng)MBR膜系統(tǒng)各部分電耗占比來看，膜吹掃曝氣鼓風(fēng)機(jī)占比達(dá)到了75%。由此可看出，膜吹掃曝氣是整個(gè)MBR工藝污水廠用電量最大的部分。

降低膜的氣水比

控制膜運(yùn)行能耗的一個(gè)關(guān)鍵問題就是如何降低膜的氣水比。影響膜吹掃氣水比的因素有：膜裝填密度、膜通量高低、膜吹掃曝氣形式。由此，世浦泰推出了膜吹掃節(jié)能脈沖曝氣系統(tǒng)，傳統(tǒng)MBR中空纖維膜（配套穿孔管曝氣），膜吹掃氣水比為 8:1~12:1。世浦泰高通量MBR中空纖維膜（配套節(jié)能脈沖曝氣器），可以將膜吹掃氣水比控制在 3:1~3.5:1。

白海龍也提出，關(guān)于膜曝氣能耗高的問題，行業(yè)也在討論，是不是采用振動(dòng)膜技術(shù)會好些呢？

事實(shí)上，振動(dòng)膜技術(shù)在國外已經(jīng)歷經(jīng)了30年的發(fā)展，但仍未進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的商業(yè)化應(yīng)用。世浦泰也做過相關(guān)的研究，得出結(jié)論認(rèn)為，如果達(dá)到與曝氣吹掃相同的擦洗效果，需要高頻振動(dòng)，而高頻振動(dòng)能耗高于曝氣吹掃方式；低頻振動(dòng)無法達(dá)到曝氣吹掃相同的擦洗效果，采用低頻振動(dòng)方式雖然可能實(shí)現(xiàn)較低的運(yùn)行能耗，但是以犧牲膜通量和膜池污泥濃度為代價(jià)的。

降低膜產(chǎn)水能耗

從膜系統(tǒng)噸水電耗占比看，膜產(chǎn)水泵電耗占比達(dá)20%，控制膜運(yùn)行能耗的另一個(gè)關(guān)鍵問題是如何降低膜產(chǎn)水能耗。世浦泰在某市政污水項(xiàng)目中持續(xù)運(yùn)行瞬時(shí)膜通量31LMH，完全依靠的是膜重力產(chǎn)水，只是在峰值的時(shí)候偶爾會啟動(dòng)產(chǎn)水泵，這樣可以節(jié)省0.04度電。

MBR工藝優(yōu)化

除了膜系統(tǒng)本身，其實(shí)膜工藝也有很大的優(yōu)化空間。通常行業(yè)采用最多的A2O- MBR，白海龍強(qiáng)調(diào)，從功能上看沒有問題，但膜系統(tǒng)的三段回流，意味著能耗比較高，現(xiàn)在國際上技術(shù)發(fā)展方向更傾向于一段回流，可有效降低回流的能耗。另外，新加坡某污水廠采用五段AO-MBR工藝，全廠噸水電耗僅0.27kwh。

05“333”引領(lǐng)膜行業(yè)變革，世浦泰將為MBR書寫更廣闊的應(yīng)用場景

對于膜行業(yè)即將到來的變革，白海龍?zhí)岬搅恕?33”目標(biāo)， “333”表示對于日處理規(guī)模萬噸級以上的城鎮(zhèn)污水處理廠而言，能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的膜通量達(dá)到30LMH，膜吹掃氣水比降至3：1以下，MBR工藝污水廠全廠運(yùn)行噸水電耗降至0.3kwh/m3以下。這個(gè)目標(biāo)的達(dá)成，意味著MBR工藝實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)工藝相同甚至更低的投資成本、運(yùn)行成本和全生命周期綜合成本，而MBR工藝占地省、出水好的優(yōu)勢依然保留，屆時(shí)行業(yè)將會重新定義。”

白海龍介紹，世浦泰參與的處理規(guī)模5萬噸/天的市政污水處理廠項(xiàng)目中，可以將出水標(biāo)準(zhǔn)做到準(zhǔn)四標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)A2O工藝以及傳統(tǒng)MBR工藝相比，世浦泰新MBR工藝的噸水電耗已經(jīng)基本持平，甚至更低。建設(shè)成本方面，20年生命周期綜合成本對比來看，已經(jīng)持平或更低。

在現(xiàn)場互動(dòng)環(huán)節(jié)，觀眾都比較關(guān)注，在未來的技術(shù)產(chǎn)品化以及高質(zhì)量發(fā)展的背景下，世浦泰在技術(shù)方向上有哪些布局和深度思考，以及未來MBR的應(yīng)用方向。

白海龍強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)品本身的優(yōu)化很關(guān)鍵，今年年底集團(tuán)還會再推出一款更高通量的膜，氣水比降到2：1，這是產(chǎn)品本身的精進(jìn)。另外一方面，任何產(chǎn)品都離不開工藝，MBR工藝本身也有優(yōu)化的空間，目前世浦泰正在德國做一個(gè)研究實(shí)驗(yàn)，厭氧氨氧化和MBR工藝相結(jié)合的研究，已經(jīng)取得了非常好的效果，將會有更多的應(yīng)用場景，這樣產(chǎn)品本身就有更多的運(yùn)作空間。

關(guān)于MBR應(yīng)用場景，包括污水處理新建、改造、地埋，以及合流制初期雨水溢流污染控制等應(yīng)用場景下，世浦泰已經(jīng)取得了很好的成績。另外一方面，包括自來水、直飲水等領(lǐng)域，MBR都有很好的應(yīng)用前景。

現(xiàn)場，白海龍也介紹了幾個(gè)典型的MBR應(yīng)用場景。

膜法針對傳統(tǒng)工藝污水廠的原位擴(kuò)能提標(biāo)是MBR經(jīng)常出現(xiàn)的高頻應(yīng)用場景。污水廠項(xiàng)目案例設(shè)計(jì)處理規(guī)模為4萬噸/天，需要擴(kuò)容至8萬噸/天。設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)需要從一級A提標(biāo)至準(zhǔn)地表四類水標(biāo)準(zhǔn)。將二沉池改造成膜池及膜設(shè)備間，氧化溝改造成A2O生化池，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)能翻倍。MBR工藝生化池污泥濃度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)工藝，故相同規(guī)模所需的生化池池容只是傳統(tǒng)工藝的一半。

此外，關(guān)于CSO合流制溢流污染、分流制混接、初期雨水污染等問題，采用管網(wǎng)分流制改造、海綿城市建設(shè)、調(diào)蓄池建設(shè)、CSO快速處理設(shè)施等方案，已經(jīng)取得了一定的效果。但白海龍認(rèn)為，挖潛現(xiàn)有污水廠能力，才是目前最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

白海龍強(qiáng)調(diào)，挖潛現(xiàn)有污水廠能力實(shí)現(xiàn)雨季流量倍增。目前進(jìn)入污水處理廠的污水濃度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)值，因此利用傳統(tǒng)A2O工藝，理論上雨季低進(jìn)水濃度能夠?qū)崿F(xiàn)生化池冗余利用，但二沉池流量負(fù)荷成為瓶頸。

采用新型MBR工藝則效果更明顯。如果原本采用的不是MBR工藝的污水處理廠，可以通過二沉池改膜池，實(shí)現(xiàn)流量翻倍。如果已經(jīng)用的是MBR工藝的項(xiàng)目，采用具有高流量彈性的膜產(chǎn)品，也可以實(shí)現(xiàn)雨季流量翻倍。

MBR技術(shù)的進(jìn)步，也必然引發(fā)污水處理行業(yè)趨勢的變化。從目前政策和市場發(fā)展趨勢來看，對于MBR工藝的需求正在提升。2021年，十部委推出《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》，明確提升地級市污水資源化比例要求。其次，排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，以及土地資源緊張、鄰避效應(yīng)等問題突出。市場對地埋式污水廠的大力推進(jìn)，以及污水廠原位擴(kuò)能提標(biāo)需求、新型污染物去除需求的提升等等，都促進(jìn)了對MBR工藝的需求。

編輯：李丹