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膜生物反应器(MBR)产业技术创新战略联盟:“膜”法净水

2015-08-14来源:科技日报作者:唐婷

《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”)发布3月有余,对城镇污水处理、工业废水处理、河流黑臭治理等提出多项“硬指标”。“水十条”要求,到2020年,全国所有县城和重点镇具备污水收集处理能力,县城、城市污水处理率分别达到85%、95%左右。
    业内人士分析认为,在指标约束和经济刺激双重影响下,水污染治理相关产业将迎来万亿级的大“蛋糕”。根据环保部门测算,“水十条”的实施将直接购买环保产业产品和服务超过1.4万亿元,间接带动约5000亿元。
    “‘水十条’是个宏观的纲领性规划,刚出台数月,暂时还没看到具体的‘实惠’”,7月15日,北京碧水源科技股份有限公司(以下简称“碧水源”)副总裁何愿平在接受科技日报记者专访时表示,“但从长远来看,对推动MBR产业的发展必将起到积极作用。未来几年,MBR在国内污水处理市场所占的份额将由目前的10%提升至20%左右”。
    2010年12月,联合了清华大学、中国环境科学研究院、人民大学等多家科研院所及业内企业的膜生物反应器(MBR)产业技术创新战略联盟(以下简称“联盟”)在北京成立,碧水源为联盟的发起及理事长单位。
    组织行业技术培训、为企业间技术合作牵线搭桥、聚焦行业标准制定……在整合MBR产业技术资源,提升MBR产业整体技术创新能力上,联盟正不遗余力地实践着。
    MBR:新型高效污水处理技术
    污水生物处理技术的研究和应用已经有一百多年的历史,目前已经成为含有机污染物污水处理的主导技术,主要分为传统的活性污泥法和新型的生物膜法。
    采用活性污泥法的处理系统,出水的固液分离是在二沉池中靠重力作用完成,分离效率依赖活性污泥的沉降特性和沉淀池中水力条件等因素。一旦污泥膨胀,会导致出水中悬浮固体增加,出水水质变差。在运行过程中产生大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的25%—40%。
    MBR是由膜过滤取代传统生物处理技术中二次沉淀池或深度处理中的砂滤池的水处理技术,集膜的高效分离和生物降解于一体。北京碧水源科技股份有限公司副总裁何愿平表示,与传统的污水生物处理技术相比,MBR具有出水水质优良稳定、剩余污泥量少、设备紧凑占地少的特点。
    他进一步解释说,由于膜的高效截留,出水中悬浮固体的浓度基本为零,膜出水不会受生物反应器中污泥膨胀等因素影响,出水水质可达地表水四类水质标准,明显优于传统工艺处理后的水质。同时,剩余污泥量的减少可以降低污泥处理费用和简化污水处理工艺操作。用膜组件取代了二沉池和过滤设备,工程占地面积也大为减少。
    根据中国水网研究院不完全统计,截至2014年4月,调研的13家主要MBR企业共有138个万吨级以上MBR项目,总处理能力近600万吨/天。MBR工程在华北地区主要用于市政污水处理和再生水回用,在东南地区主要用来处理高浓度有机废水与难降解工业废水。
    推广MBR技术四大难点
    随着我国污水排放标准的日益提高,膜生产技术的发展和膜材料价格的不断下降,MBR技术正在逐步被国内市场所认可,进入大规模商业化应用阶段。但相对于占据污水处理市场90%份额的传统生物处理技术来说,MBR技术还只是个成长中的“小兄弟”。
    具备不少技术优势的MBR技术在推广应用也面临一些棘手难题。MBR联盟理事长文剑平曾将其归纳为4大难点:膜长时间在恶劣条件下工作,如何保证其使用寿命;污水中的棉絮、毛发等创伤性污染物对膜损伤极大,如何加强污水预处理以降低损伤;如何改进工艺路线,极致地发挥MBR脱氮除磷的功效;缺乏国家层面的标准规范,使MBR技术在推广中受到一定限制。
    在何愿平看来,以上难题不是单个企业可以解决的,而是需要将与MBR技术产业化相关的方方面面资源整合起来,竭诚合作,不断完善。为此,由碧水源发起的MBR联盟于2010年12月成立。清华大学、中国环境科学研究院、山东招金集团、天津膜天膜等为联盟成员单位。
    MBR联盟2013年10月经科技部批准,入选第三批国家产业技术创新战略试点联盟。该联盟旨在搭建以MBR龙头企业为主体的“产、学、研、用”相结合的创新平台,整合行业科技资源,组织瓶颈技术攻关,加快研究成果共享与转化,推动MBR行业整体升级,提高MBR行业国际竞争力和市场占有率。
    MBR联盟推动企业技术合作
    2014年9月召开的中国膜展上,由MBR联盟组织编撰的《中国MBR产业发展白皮书》甫一亮相,引发业内关注。为确保报告的准确性和前瞻性,联盟向会员单位发放了大量调研问卷,通过数月的统计收集数据,汇总成调研报告后报送业内多位院士和专家审读。
    MBR联盟相关负责人表示,目前中国MBR市场已成为全球MBR市场的最重要组成部分,但国内尚无MBR行业的发展纲要,因此作为行业牵头人,联盟联合中国膜工业协会组织开展白皮书的编撰,希望通过系统评估中国MBR产业竞争力,为行业发展和企业经营管理者提供扎实的决策依据。
    在为行业发展积极谋篇布局的同时,MBR联盟切实推动了联盟成员单位间的技术合作。何愿平举例道,在联盟的帮助下,碧水源和江苏一环在格栅研发上进行合作,取得了双赢的效果。
    格栅是放置在膜前面起保护作用的,用来阻挡各种纤维、渣物、废纸等杂物进入系统。格栅一方面要求极细,同时还要有很强的耐受力。在和一环合作前,为保证设备性能,碧水源所用的格栅都是进口的。通过不断沟通需求和试用一环研发的产品,最终一环生产出符合碧水源要求的格栅。“如果不是客户指定,我们现在都用国产的格栅,不仅降低了成本,而且更耐用,相比之下,进口的格栅显得‘娇气’。”
    亟须制定MBR技术国家标准
    在何愿平看来,MBR技术缺乏国家标准是制约行业发展的一大瓶颈。由于缺乏统一标准,一方面各个企业生产的产品尺寸不一,为后续的维护和更换配件设置了障碍,另一方面,各个企业设计和生产质量良莠不齐,个别企业的产品质量较差容易给行业带来负面影响,因此需要统一标准以提高行业准入门槛。
     对此,文剑平也表达过类似的观点,在不同场合呼吁制订MBR技术国家标准的重要性。他表示,设计院相当于是医生开处方,由于没有统一的国家规范,设计院就不愿意开处方,因为在没有国标的情况下采用MBR技术需要担负更大的责任,投入更多的精力,而MBR技术与传统污水处理技术所收取的设计费却差不多一样,所以MBR技术在推广过程中受到一定限制。
    推动MBR技术相关标准的制定,是MBR联盟成立的初衷之一。MBR联盟相关负责人表示,“关注标准”是联盟的一项重要的工作议题,要发挥联盟整体协作力量,推动国家水处理标准的提高以及MBR行业标准的制定。
    联盟名片
    膜生物反应器(MBR)产业技术创新战略联盟2010年12月23日在北京成立。联盟由北京碧水源科技股份有限公司作为主发起单位,联合清华大学、中国环境科学研究院、人民大学、同济大学、中国科学院上海高等研究院等机构共同发起成立。
    联盟致力于突破制约产业发展的核心技术,依靠自主技术创新和产业发展解决污水处理与资源化问题,为我国的水环境改善和缓解水资源短缺提供技术支撑。

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