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苏伊士MABR技术,实现低生命周期成本的膜法升级改造

苏伊士MABR技术,实现低生命周期成本的膜法升级改造

近年来,我国环境部门不断提高污水厂的各项排放指标,为了达到这些要求,污水厂对原有的处理设施进行升级改造。有什么方法可以使污水厂在不扩大占地面积的前提下,有效利用现有的构筑物用地,选择更可靠更高效的技术和设备提升水处理能力,在达到高排放标准的同时,还能以全生命周期的角度考虑为企业节省运营成本?
就该问题,来自苏伊士水务技术与方案大中华区技术商务总监罗敏博士,于2018年9月5日在合肥举办的第二届中国污水处理厂提标改造高级研讨会上,给出了一个全面的解答。
 
在此前的公众号文章里,我们曾向大家简单介绍过MABR在全球的案例,今天罗敏博士将以提标改造,实现低生命周期成本为目标的背景,再次详细向大家展示SUEZ-WTS的这项划时代的膜技术,及其最新的应用案例
MABR技术原理及优势
MABR膜传氧生物膜反应器的英文全称是Membrane Aerated Biofilm Reactor。它的工作原理在于利用选择性透气膜与附着生长型生物膜之间的协同作用,采用透气膜将氧气传递至透气膜表面附着的生物膜,同时氨和有机物等基质从污水扩散到生物膜中,而安装在缺氧池中的MABR好氧生物膜(以硝化菌为优势菌)和在缺氧区悬浮增长的反硝化菌实现同步硝化反硝化 (SND)来强化对污水中氨氮和总氮的去除。

如上图所示,空气进入MABR膜箱,氧气从膜丝由内向外透过MABR膜,生化池中的氨氮和有机物向MABR膜上传质。由于氨氮在水相的传质速率更快,因此它会优先与氧气接触并在MABR膜表面生成以硝化菌为主的生物膜。
 
和传统的生物膜技术相比,MABR氧气的传质方向和氨氮、有机物的传质方向是对向流,可有效避免了硝化自养菌和有机物去除异养菌在氧气上的竞争,同时通过尾气的大气泡脉冲擦洗使得MABR表面生物膜厚度的控制简单可行。因此,MABR是一项更适合同步硝化反硝化反应的全新生物膜技术。
 
不仅如此,根据中试现场进行的MABR完全硝化和亚硝化比例分析的测试,不同的氨氮负荷以及完全硝化和亚硝化的理论需氧量与实测值分析显示,采用MABR技术除了节省氧气消耗之外,还能充分利用原进水的有机物,协同短程硝化反硝化从而节省额外的碳源投加,这对于我国普遍的低C/N比的污水而言,将可节省巨额运行费用
 
基于低生命周期成本的MABR
污水处理作为一个长期的工程,其成本计算绝不能仅看一次性技术和设备的投资,而应考量全系统的生命周期成本(LCC)。只有低生命周期成本的产品和技术才有底气迎接未来更大的资源挑战。
 
面对污水厂目前在负荷增加无法达标和可用占地受限方面的双重挑战,相对MBR和MBBR/IFAS而言,MABR技术的全生命周期成本相对较低,将是实现能量平衡的污水厂升级改造的最佳选择。

 
SUEZ-WTS膜技术中的“强肺”
ZeeLung是SUEZ推出的一款创新性带内支撑的加强型中空纤维透氧膜产品,顾名思义这是一款“会呼吸”的膜,专为MABR技术而设计。从充氧动力效率而言,传统意义上的曝气方式效率低,大量能源被浪费,而ZeeLung™的充氧动力效率基本上是在6kg O2/kWh以上,是普通微孔曝气的4倍左右,直接供氧给MABR上的生物膜,不存在α系数转化问题,所以鼓风机装机负荷大大降低,能耗也能够较大节省。对于现有污水厂升级改造,可直接利用现有鼓风机,无需额外增加MABR用鼓风机。
采用ZeeLung™ MABR技术,能够从能量平衡角度实现污水厂的升级改造,为客户带来更多的效益:
? 适合所有市政污水厂的升级改造,尤其是针对低C/N比和低VSS的污水特性,对水温不敏感。
? 充氧动力效率是微孔曝气的4倍,节省运行能耗。
? 对现有构筑物改造工程最小:直接安装在现有缺氧生化池中实现强化氨氮和总氮去除。
? 通过同步硝化反硝化和部分短程硝化反硝化,节省额外碳源投加。
? 双SRT运行可满足二沉池峰值水力负荷和固体负荷压力。
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