國外對MBR的研究與應(yīng)用
膜生物反應(yīng)器技術(shù)起源與60年代的美國。膜生物反應(yīng)器的研究與應(yīng)用可分為三個(gè)階段:
第一階段(1966-1980):1966年,美國的Dorr-oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究;1968年,Smith等將好氧活性污泥法與超膜相結(jié)合的MBR用于處理城市廢水[10];1969年Budd等的分離式MBR技術(shù)獲得了美國專利(John W,1989)。70年代初期,好氧分離式MBR處理城市污水的實(shí)驗(yàn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大;同時(shí),厭氧MBR研究液相繼開始進(jìn)行(張盼月,1997),實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究與中試規(guī)模的研究均取得了較滿意的結(jié)果。這一時(shí)期MBR的應(yīng)用由于受當(dāng)時(shí)膜生產(chǎn)技術(shù)的限制。直到20世紀(jì)七十年代后期,大規(guī)模好氧膜生物反應(yīng)器才開始在北美應(yīng)用。
第二階段(1980-1995):70年代末期,日本由于國土面積小,地面水體因徑流距離較短而導(dǎo)致其自凈能力差、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、易受污染。MBR由于其占地面積小和出水水質(zhì)優(yōu)良的又是,其應(yīng)用由了很快的進(jìn)展。自1983年到1987年,日本有13家公司使用好氧MBR處理大樓廢水,經(jīng)處理后的水做中水回用,處理規(guī)模達(dá)50-250m3/d。日本1985年開始的“水綜合再生利用系統(tǒng)90年代計(jì)劃”把MBR的研究在污水在污水處理對象與規(guī)模方面都大大推進(jìn)了一步(Spellman F.R,1997;Smith C.V.Jr,1969;Budd,1969)。在該項(xiàng)計(jì)劃中,日本對厭氧MBR作了較系統(tǒng)的研究,研制了酒精發(fā)酵廢水、造紙廠廢水、蛋白工廠廢水、城市污水、屎尿廢水、淀粉廠廢水等7類污水的MBR處理系統(tǒng)。目前在日本運(yùn)行(包括在建)的膜生物反應(yīng)器占全球的66%。
第三階段(1995-至今):進(jìn)入九十年代中后期,越來越多的歐洲國家將MBR用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。目前主要有四家大公司經(jīng)營MBR,它們分別是加拿大Zenon公司,日本Mitsubishi Rayon公司,法國Suez-LDE/IDI公司和日本Kubota公司。Zenon、Mitsubishi Rayon和Kubota公司生產(chǎn)一體式聚合物中空纖維膜組件,而Suez-LDE/IDI生產(chǎn)分體式管式陶瓷膜組件。加拿大的Zenon公司首先退出了超濾管式膜生物反應(yīng)期,并將其應(yīng)用與城市污水處理。為了節(jié)約能耗,它又開發(fā)了淹沒式中空纖維絲的膜組件,此膜組件可以直接放入曝氣池,也可以單獨(dú)設(shè)立分離池;采用正壓壓濾和負(fù)壓抽濾相結(jié)合的方式,并采用在線過濾脈沖反沖洗,易減少膜污染。目前這種膜生物反應(yīng)氣已應(yīng)用與美國,德國,法國和埃及等十多個(gè)地方,規(guī)模從380m3/d至7600m3/d(Hadi Husain,1991)。日本的Kubota公司所生產(chǎn)的板式膜具有流通量大,耐污染和工藝簡單特點(diǎn)。此板式膜直接放入混合液中,利用混合液的水頭壓力作為穿透壓,將處理水排出系統(tǒng),系統(tǒng)出水穩(wěn)定。
下表是一些發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)國家近年來MBR的應(yīng)用情況
表:一些發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)國家近年來MBR的應(yīng)用情況
國家 | 污水處理廠 | 膜供應(yīng)商 | 處理水量(m3/d) | 處理對象 |
荷蘭 | Beverwijk | 240 | 生活污水 | |
荷蘭 | Varsseveld | 18000 | 生活污水 | |
英國 | Porlock | Kubota | 1900 | 生活污水 |
英國 | Swanage | Kubota | 13000 | 生活污水 |
英國 | Daldowie | Kubota | 10800 | 生活污水 |
英國 | Wraxall | Kubota | 290 | 生活污水 |
德國 | Buechel | Kubota | 960 | 生活污水 |
德國 | Markranstadt | Kubota | 6000 | 生活污水 |
德國 | Erftverband | 1500 | 生活污水 | |
德國 | Monheim | 5000 | 生活污水 | |
德國 | Kaarst | 40000 | 生活污水 | |
愛爾蘭 | Avonmore | Kubota | 7100 | 工業(yè)廢水 |
愛爾蘭 | Minchmalt | Kubota | 1720 | 工業(yè)廢水 |
比利時(shí) | Heist | 30000 | 生活污水 | |
比利時(shí) | Schilde | 14000 | 生活污水 | |
奧地利 | Halbenrain | 100 | 垃圾滲濾液 | |
奧地利 | Zenon | 270 | 生活污水 | |
瑞士 | Zenon | 5000 | 生活污水 | |
以色列 | Jerusalem | 4000 | 生活污水 | |
美國 | 24座 | Zenon | <7500 | 城市污水 |
加拿大 | 9座 | Zenon | 城市污水 | |
日本 | 300余座 | 小區(qū)污水回用 | ||
日本 | 150余座 | 工業(yè)廢水 |
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