膜生物反应器系统高效节能膜擦洗技术与装备

大中规模污水处理厂MBR膜组器。

• 技术原理
  

MBR系统高效节能膜擦洗技术通过无运动部件的纯水力学部件，将连续气流转换为脉冲/间歇式气流，累积到一定气量后在非常短时间内释放，从而形成高强度的擦洗气流，对膜丝表面形成剪切冲刷，以维持膜系统的稳定运行通量。曝气盒材料选择非金属 ABS 材料注塑加工成型，内部结构紧凑。单个曝气盒腔体容积约1.7×10-3m³，擦洗气流为每分钟30～40个气泡。具体过程包括：

（1）将小的不定向连续气体供应至气体积聚室中。

（2）排放来自气体积聚室的加压气体以释放加压的脉冲气流。

（3）重复在气体积聚室内积聚气体。

具体工作原理如图1所示。

图1   工作原理

• 主要创新点

该技术通过曝气盒独特设计的水力学部件即可实现周期性的强气体脉冲，对膜丝进行高强度的冲刷，相比穿孔管连续气擦洗，耗气量降低 40%～60%，相比“大小气周期调节擦洗”“大的气泡连续擦洗”等技术，耗气量降低 10%～20%。利用曝气盒的水力学结构，不涉及其他相关技术的阀门、设备的动作，降低设备投资及维修成本。

大中型MBR污水处理厂中，膜擦洗气量可节省20%～30%。在同等设备投资情况下，可显著提高MBR系统运行稳定性，减少MBR膜污染清洗频率。曝气盒材料选择 ABS 材料注塑加工成型，对环境无二次污染。

该技术已在9个污水处理厂MBR系统中应用，对应处理规模超过110万m³/d，运行效果良好。北京槐房再生水厂C2系列（7.5万m³/dMBR系统）、D2系列（7.5万m³/d MBR系统）、A系列和D1（22.5万m³/d MBR系统）、B系列和C1（22.5万m³/d MBR系统）分别于2018年5月、2019年6月、2020年9月、2021年9月采用了该技术。目前膜系统运行稳定，擦洗风量较改造前降低20%～30%，配套风机运行数量减少，系统能耗下降。

以7.5万m³/d再生水厂为例，MBR 系统大强度高效节能膜擦洗装备投资约 260 万元，年经济效益 88 万元，设备寿命 10年。

以7.5万m³/d再生水厂为例，设备静态投资回收期约3年。

该技术可用于已有MBR系统的升级改造、新建项目MBR系统应用、MBR生产厂家产品的技术升级改造，预计到2025年，累计应用规模可达到1000万m³/d。