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膜工艺污水回收利用大有可为

膜工艺污水回收利用大有可为

“水十条”催生了大量的水务工程建设项目,污水处理行业也进入了新一轮大建设时代。“十三五”期间,新建的污水处理厂规模达到约5000万吨/天,投资达到1500余亿元,提标规模达到约4200万吨/天,投资达到430余亿元,总体投资近2000亿元。以上海为例,新建两座污水处理厂,中心城区各污水处理厂实施功能调整,其它所有污水处理厂都须进行提标改造。2017、2018年是本轮提标改造工程建设的高峰期,2019年以后,这轮大建设将逐步进入收尾阶段。工程、设备在前几年有一定量的井喷,不少参与者赚的也是盘满钵满,锦工风机也赶上了这波浪潮,环保风机出货量达万台,服务几十家世界500强企业,随着这轮大建设工程的收尾,接下来的几年可能要来个寒冬潮了,但风险向来与机遇并存。

我国人均水资源量地区分布极不均匀,东部发达地区人均水资源短缺现象较为严重。同时水污染问题仍然十分严重。污水再生回用是解决水资源短缺问题的最佳方案,具有可靠性、多样性、可行性及良好的生态效益。

我国污水回用的发展现状

与日本、美国、以色列等国家相比,我国污水回用相对来说起步较晚。我国在50年代开始采用污水灌溉方式回用污水,污水回用事业大致经历了起步、技术储备、示范工程引导、全面启动等阶段,截止2018年,我国城镇再生水利用量94.02亿立方米,全国污水再生利用率(污水再生利用率=污水再生利用量/污水处理总量)为15.98%。分省份来看,北京、山东、内蒙古、天津、广东、河北、山西、江苏、河南等省份污水再生利用率较高,上海、江西、广西、西藏等地还未启动再生水利用。

污水回用的技术路线比较

现代污水处理技术可以分为一级、二级和三级处理工艺,污水回用即三级处理工艺,大致可分为以物化处理为主的“老三段”工艺(混凝-沉淀-过滤)、以生物反应为主的生物处理技术(BAF)、以超滤、微滤和反渗透膜技术为主的“膜处理”工艺。其中,“膜处理”工艺又可分为以超滤或微滤为主的“单膜”工艺、以超滤或微滤+反渗透的“双膜”工艺和以污水为水源的“膜生物反应器(MBR)”工艺。

从污水回用的用途角度看膜技术的适用性

目前再生水主要有五大类回用途径,即城市杂用、景观环境、工业用水、地下水回灌和农田灌溉,分别有不同的水质标准。若以北京市再生水回用用途为例,景观环境用水占比92.1%,对有机物BOD5和营养盐类指标氨氮、总氮、总磷的要求较高,膜技术具有较好的适用性。

膜工艺的市场空间测算

我们假设到2025年,各省再生水利用率将较当前明显提高,假设2025年全国再生水利用率将从目前的15.98%提升至35%。预计2021-2025年再生水利用设施建设-膜工艺总投资额为1055-2110亿,其中膜材料销售及换膜市场约333亿元。

MBR污水处理是现代污水处理的一种常用方式,其采用膜生物反应器MBR工艺是一种将活性污泥法和一体化浸没式高效膜分离系统相结合的新型污水处理技术,取代了传统工艺中的二沉池,MBR过程实际上是一套污泥悬浮生长的活性污泥处理系统,采用微孔膜可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量,工艺剩余污泥少,极有效地去除氨氮,出水悬浮物和浊度接近于零,出水中细菌和病毒被大幅度去除,能耗低,占地面积小。与传统工艺相比,MBR可以使活性污泥具有较高的MLSS值,延长其在反应器中的停留时间,提高氮的去处率和有机物的降解,这一过程可广泛应用于有机物含量较高的市政和工业废水处理领域,有利于水资源回用及公园景点水资源会用和社区发展。

工艺流程:污水经格栅预过滤进入调节池后经提升泵进入生物反应器,通过PLC控制器开启曝气鼓风机充氧,这里的鼓风机可选用罗茨风机或回转风机,罗茨鼓风机在生化池反应器起到鼓风充氧曝气作用,生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元MBR系统,并与活性污泥充分接触,污水中的有机物被为生物降解,而其他不被降解的杂质则被MBR系统中的膜组件分离,罗茨鼓风机在膜池起低压鼓风充氧曝气作用,浓水返回调节池,膜分离的水经过快速混合法氯化消毒(次氯酸钠、漂白粉、氯片)后,达到排放标准进入中水贮水池。此外输送到MRB系统中的空气,也是处理过程中非常重要的一部分,它可以促进反应器中流体的循环流动,提高活性污泥的降解效率,还可以使中空纤维之间发生相互摩擦,清洁膜组件的作用。


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