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為更好推動科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，落實《關(guān)于構(gòu)建市場導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》，加速綠色低碳技術(shù)升級，科技部社發(fā)司委托中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織編制了《國家綠色低碳先進技術(shù)成果目錄》，并于2023年9月11日正式公布。為持續(xù)宣傳推廣《國家綠色低碳先進技術(shù)成果目錄》成果，引導(dǎo)綠色低碳技術(shù)發(fā)展，我會將陸續(xù)在官微推送目錄成果信息，敬請關(guān)注。
水污染治理領(lǐng)域
01.技術(shù)名稱
膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)高效節(jié)能膜擦洗技術(shù)與裝備
02.適用范圍
大中規(guī)模污水處理廠MBR膜組器。
03.技術(shù)內(nèi)容
技術(shù)原理
MBR系統(tǒng)高效節(jié)能膜擦洗技術(shù)通過無運動部件的純水力學(xué)部件，將連續(xù)氣流轉(zhuǎn)換為脈沖/間歇式氣流，累積到一定氣量后在非常短時間內(nèi)釋放，從而形成高強度的擦洗氣流，對膜絲表面形成剪切沖刷，以維持膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行通量。曝氣盒材料選擇非金屬 ABS 材料注塑加工成型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊。單個曝氣盒腔體容積約1.7×10-3m3，擦洗氣流為每分鐘30～40個氣泡。具體過程包括：
(1)將小的不定向連續(xù)氣體供應(yīng)至氣體積聚室中。
(2)排放來自氣體積聚室的加壓氣體以釋放加壓的脈沖氣流。
(3)重復(fù)在氣體積聚室內(nèi)積聚氣體。
具體工作原理如圖1所示。
圖1 工作原理
主要創(chuàng)新點
該技術(shù)通過曝氣盒獨特設(shè)計的水力學(xué)部件即可實現(xiàn)周期性的強氣體脈沖，對膜絲進行高強度的沖刷，相比穿孔管連續(xù)氣擦洗，耗氣量降低 40%～60%，相比“大小氣周期調(diào)節(jié)擦洗”“大的氣泡連續(xù)擦洗”等技術(shù)，耗氣量降低 10%～20%。利用曝氣盒的水力學(xué)結(jié)構(gòu)，不涉及其他相關(guān)技術(shù)的閥門、設(shè)備的動作，降低設(shè)備投資及維修成本。
04.污染治理或環(huán)境修復(fù)效果
大中型MBR污水處理廠中，膜擦洗氣量可節(jié)省20%～30%。在同等設(shè)備投資情況下，可顯著提高MBR系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，減少MBR膜污染清洗頻率。曝氣盒材料選擇 ABS 材料注塑加工成型，對環(huán)境無二次污染。
05.技術(shù)示范情況
該技術(shù)已在9個污水處理廠MBR系統(tǒng)中應(yīng)用，對應(yīng)處理規(guī)模超過110萬m3/d，運行效果良好。北京槐房再生水廠C2系列(7.5萬m3/dMBR系統(tǒng))、D2系列(7.5萬m3/d MBR系統(tǒng))、A系列和D1(22.5萬m3/d MBR系統(tǒng))、B系列和C1(22.5萬m3/d MBR系統(tǒng))分別于2018年5月、2019年6月、2020年9月、2021年9月采用了該技術(shù)。目前膜系統(tǒng)運行穩(wěn)定，擦洗風(fēng)量較改造前降低20%～30%，配套風(fēng)機運行數(shù)量減少，系統(tǒng)能耗下降。
06.投資估算
以7.5萬m3/d再生水廠為例，MBR 系統(tǒng)大強度高效節(jié)能膜擦洗裝備投資約 260 萬元，年經(jīng)濟效益 88 萬元，設(shè)備壽命 10年。
07.投資回收期
以7.5萬m3/d再生水廠為例，設(shè)備靜態(tài)投資回收期約3年。
08. 技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣前景
該技術(shù)可用于已有MBR系統(tǒng)的升級改造、新建項目MBR系統(tǒng)應(yīng)用、MBR生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的技術(shù)升級改造，預(yù)計到2025年，累計應(yīng)用規(guī)模可達(dá)到1000萬m3/d。
