有關MBR在環(huán)境保護中的作用及未來發(fā)展的探討

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        摘要：水污染的嚴峻和水質(zhì)標準的提高,全球水資源的供需矛盾日益尖銳化,MBR因其獨特的優(yōu)勢在水處理領域得到推廣。作為21世紀最具潛力的水處理技術之一,MBR技術面臨的機遇和挑戰(zhàn)并存,市場潛力巨大,應用前景廣闊。 

　　關鍵詞：MBR 環(huán)境保護 應用 前景  　　  　　隨著人們環(huán)保意識的增強和對環(huán)境質(zhì)量要求的提高,傳統(tǒng)生物處理工藝已難以滿足日益嚴格的污水排放及回用標準,而經(jīng)濟的快速發(fā)展又對供水水質(zhì)提出了更高要求。基于對污水處理工藝的改進,膜生物反應器(MBR)將傳統(tǒng)生物處理單元和現(xiàn)代膜分離技術相結合,開創(chuàng)了污水處理技術的新紀元。膜組件價格和系統(tǒng)能耗一直是制約MBR推廣的瓶頸問題,但隨著經(jīng)濟全球化和世界科技革命高潮的到來,材料技術、制膜技術及膜污染控制技術得到迅速發(fā)展,同時一體式MBR的出現(xiàn)也使系統(tǒng)的能耗大幅度降低。此外,全球水資源污染及匱乏、人類環(huán)保意識的深化、各國水質(zhì)標準的日趨嚴格,使MBR技術在水處理領域受到前所未有的重視。  　　  　　一、MBR的研究現(xiàn)狀  　　  　　20世紀90年代以來,MBR技術在全球的發(fā)展如雨后春筍,其處理對象由城市污水迅速拓展到工業(yè)污水,進而延伸到飲用水預處理。就地域分布而言,MBR的研究率先在美國和日本展開,隨后在歐洲得到快速發(fā)展,直到90年代才覆蓋到以中國為代表的發(fā)展中國家。目前MBR的研究工作主要分布在北美、歐洲和亞洲,最近幾年來在中國和德國的發(fā)展尤為迅速。  　　  　　二、MBR的應用現(xiàn)狀  　　  　　MBR在全球水處理領域的迅速推廣,得益于各國在該技術研究方面的大量知識儲備,以及科技和社會進步對人類的影響。與研究現(xiàn)狀類似,MBR的工程業(yè)績也從城市污水深入到各種工業(yè)廢水,進而過渡到給水處理,從而出現(xiàn)了MBR在水處理領域的各個方向共同發(fā)展的新局面。就水工業(yè)市場份額而言,MBR在污水處理方面取得了不菲業(yè)績,但在給水處理的應用剛開始起步,主要用于去除地下水中硝酸鹽(膜曝氣MBR)和從微污染地表水中去除有機物和氨氮(固液分離MBR)。  　　跨國公司憑借先進的技術優(yōu)勢和雄厚的資金力量,占據(jù)了全球膜組件市場的絕對份額。改革開放以來,隨著科學技術的不斷進步和國家政策的大力支持,民族膜工業(yè)得到了蓬勃發(fā)展,且涌現(xiàn)出一批知名的膜公司。得益于產(chǎn)品的良好性能和低廉價格優(yōu)勢,國產(chǎn)膜組件在水工業(yè)市場也占有一席之地。民族膜工業(yè)的異軍突起,打破了進口膜的一統(tǒng)天下,突破了其技術壟斷,并且抑制了其過高的價格,成為MBR在發(fā)展中國家推廣的堅強后盾,具有潛在的經(jīng)濟效益和深遠的社會意義。  　　不論在歐洲、亞洲還是北美,盡管歷史、文化傳統(tǒng)以及國情各不相同,但各國的MBR在工業(yè)廢水處理方面的增長速度都明顯高于城市污水處理。全球經(jīng)濟的快速發(fā)展、工業(yè)污水量的迅速增加、以及污水排放和回用標準的更加嚴格,促使MBR成為工業(yè)廢水處理的首選方案。北美和歐洲的城市污水處理設施相對比較完善,用MBR完全取代運行良好的傳統(tǒng)污水處理廠,經(jīng)濟上不合理,故MBR的增長主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)污水處理廠的改擴建和城市污水的再生回用處理方面;而中國屬于發(fā)展中國家,人口多底子薄,經(jīng)濟實力無法和歐美等發(fā)達國家相比,在大規(guī)模城市污水處理方面,MBR與傳統(tǒng)處理工藝的競爭尚處于劣勢,故MBR的應用主要集中在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的一些新建的小規(guī)模城市污水處理廠和污水再生回用處理廠。  　　  　　三、MBR的未來展望  　　  　　MBR已成為二十一世紀最具潛力的水處理技術之一,就發(fā)展趨勢而言,未來MBR將成為污水處理、污水再生回用以及給水預處理的通用技術。隨著MBR在全球的迅速推廣,如何從種類繁多、結構復雜的MBR系統(tǒng)中選擇符合要求的產(chǎn)品,是用戶最為關注的問題。  　　1. MBR技術的發(fā)展?jié)摿薮?nbsp; 　　雖然MBR的商業(yè)化取得了令人矚目的成就,但該技術的發(fā)展仍然面臨著巨大機遇和挑戰(zhàn):MBR的市場不夠廣闊,技術還不夠完善,亟待深入研究和進一步開發(fā)。  　　1)新型膜組件與膜污染控制技術的開發(fā)。依托先進的儀器分析技術,對膜污染機理進行深入研究。根據(jù)不同的污染機理,開發(fā)高通量、抗污染的膜組件,研究更為有效的膜污染控制技術,同時改善活性污泥的性質(zhì),在操作過程中顯著減輕膜污染,提高MBR的處理效果。通過增強膜組件的性能、縮小設備的占地面積,進一步降低基建投資、運行管理費和膜折舊費,增強與傳統(tǒng)工藝的競爭能力。  　　2)MBR組合工藝的開發(fā)。對MBR輔以必要的預處理或后處理單元,強化處理效果,減輕膜污染,進一步增強其在水工業(yè)市場尤其是飲用水預處理和反滲透預處理方面的占有率。未來的MBR組合工藝,可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)給水預處理工藝,可以有效去除水中分子量< 1ku的有機物,并將飲用水源放寬至Ⅳ類甚至Ⅴ類地表水(GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準);可以顯著提高污水處理廠的出水水質(zhì),直接提供低質(zhì)的城市雜用水,還可以替代傳統(tǒng)的反滲透預處理工藝,從而簡化處理工藝流程。  　　2. MBR應用領域與地域的進一步拓展  　　未來MBR與傳統(tǒng)工藝的競爭能力日益增強,在當前未涉及的工業(yè)廢水和飲用水預處理方面,應加快MBR的研究開發(fā)及應用推廣。在保持固液分離MBR優(yōu)勢的同時,應著重加強對膜曝氣MBR和萃取MBR的研究開發(fā)和工程化應用。未來MBR的推廣應遵循因地制宜的發(fā)展戰(zhàn)略。在發(fā)達地區(qū),應積極向飲用預處理水處理和未涉足的工業(yè)廢水處理發(fā)展,結合污水資源化進一步占領城市污水處理廠的改擴建市場;在欠發(fā)展地區(qū),應致力于開發(fā)低能耗、低折舊的MBR技術,增強與傳統(tǒng)工藝的競爭力。  　　  　　參考文獻：  　　[1]韓珣,黎雁,呂曉龍.聚偏氟乙烯中空纖維膜化學接枝改性研究[J].膜科學與技術,2007,27(2):15-19•  　　[2]崔振宇,朱寶庫,韓改格,等.含PVDF-HFP多孔骨架和交聯(lián)PEG的鋰離子凝膠膜制備與性能[J].功能材料,2007,38(2):234-237•