MBR膜設備所應用的領域
進入90年代中后期,MBR膜設備在國外已進入了實際應用階段。加拿大Zenon公司首先推出了超濾管式膜-生物反應器,并將其應用于城市污水處理。為了節(jié)約能耗,該公司又開發(fā)了浸入式中空纖維膜組件,其開發(fā)出的膜-生物反應器已應用于美國、德國、法國和埃及等十多個地方,規(guī)模從380m3/d至7600m3/d。日本三菱人造絲公司也是世界上浸入式中空纖維膜的提供商,其在MBR的應用方面也積累了多年的經(jīng)驗,在日本以及其他國家建有多項實際MBR工程。日本Kubota公司是另一個在膜-生物反應器實際應用中具有競爭力的公司,它所生產(chǎn)的板式膜具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點。國內(nèi)一些研究者及企業(yè)也在MBR實用化方面進行著嘗試。
現(xiàn)在,MBR膜設備已應用于以下領域:
一、城市污水處理及建筑中水回用
1967年個采用MBR膜設備的廢水處理廠由美國的Dorr-Oliver公司建成,這個處理廠處理14m3/d廢水。1977年,一套污水回用系統(tǒng)在日本的一幢高層建筑中得到實際應用。1980年,日本建成了兩座處理能力分別為10m3/d和50m3/d的MBR處理廠。90年代初期,日本就有39座這樣的廠在運行,大處理能力可達500m3/d,并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。1997年,英國Wessex公司在英國Porlock建立了當時世界上大的MBR系統(tǒng),日處理量達2,000m3,1999年又在Dorset的Swanage建成了13,000m3/d的MBR工廠[14]。
1998年5月,清華大學進行的一體式膜-生物反應器中試系統(tǒng)通過了國家鑒定。2000年初,清華大學在北京市海淀鄉(xiāng)醫(yī)院建起了一套實用的MBR系統(tǒng),用以處理醫(yī)院廢水,該工程于2000年6月建成并投入使用,目前運轉(zhuǎn)正常。2000年9月,天津大學楊造燕教授及其領導的科研小組在天津新技術產(chǎn)業(yè)園區(qū)普辰大廈建成了一個MBR示范工程,該系統(tǒng)日處理污水25噸,處理后的污水全部用于衛(wèi)生間的沖洗及綠地澆灑,占地面積為10平方米,處理每噸污水的能耗為0.7kW·h。
二、工業(yè)廢水處理
90年代以來,MBR的處理對象不斷拓寬,除中水回用、糞便污水處理以外,MBR在工業(yè)廢水處理中的應用也得到了廣泛關注,如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水、養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水、石油化工廢水,均獲得了良好的處理效果。90年代初,美國在Ohio建造了一套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng),處理規(guī)模為151m3/d,該系統(tǒng)的有機負荷達6.3kgCOD/m3·d,COD去除率為94%,絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭,一脂肪提取加工廠采用傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術處理其生產(chǎn)廢水,由于生產(chǎn)規(guī)模的擴大,結果導致污泥膨脹,污泥難以分離,后采用Zenon的膜組件代替沉淀池,運行效果良好。
三、微污染飲用水凈化
隨著氮肥與殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的廣泛應用,飲用水也不同程度受到污染。LyonnaisedesEaux公司在90年代中期開發(fā)出同時具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的MBR工藝,1995年該公司在法國的Douchy建成了日產(chǎn)飲用水400m3的工廠。出水中氮濃度低于0.1mgNO2/L,殺蟲劑濃度低于0.02μg/L。