我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，自“雙碳”目標提出以來(lái)，關(guān)于“雙碳”目標的“時(shí)間表”與“路線(xiàn)圖”就一直備受關(guān)注，我國污水處理行業(yè)的碳排放量約占全社會(huì )總排放量的1%，在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中占比最大，因此污水處理廠(chǎng)的“低碳化”改造意義重大。

MABR(Membrane Aeration Bioreactor)中文翻譯為曝氣膜生物反應器或透氧膜生物反應器，單從字面上理解MABR是用膜來(lái)曝氣的生物工藝，但實(shí)際上，所謂的膜曝氣是一種無(wú)泡曝氣技術(shù)，不是指用膜的微孔進(jìn)行曝氣傳氧，膜曝氣更像是一種透氣膜，像人的肺一樣，將吸入的空氣中的氧氣傳到血液中供人體生命活動(dòng)，而剩余的氮氣、二氧化碳等則被呼出，MABR膜就是將氧氣傳給生長(cháng)在膜上的微生物，水中的污染物通過(guò)擴散作用進(jìn)入以MABR膜為載體生長(cháng)的生物膜中，最終實(shí)現污染物的去除。該工藝是一種新型污水處理工藝，具有高效脫氮能力，在污水廠(chǎng)提標改造，減碳降耗方面，具有顯著(zhù)優(yōu)勢，尤其在雙碳要求的背景下，MABR工藝在污水處理領(lǐng)域的減碳功效巨大。

【資料圖】

MABR工藝的研究可以追溯到上世紀60年代。著(zhù)名的F. J. Ludzack和Morris Ettinger在1960年就用透氣塑料膜來(lái)進(jìn)行氧化作用;1978年西弗吉尼亞大學(xué)的Charles Jenkins教授的團隊進(jìn)行了污水處理的小試研究，得到了不錯的效果;1986年，加拿大人Pierre Cté博士團隊進(jìn)行了中試研究，后明尼蘇達大學(xué)的Michael Semmens教授及愛(ài)爾蘭都柏林大學(xué)的Eoin Casey教授的團隊也相繼進(jìn)行了相關(guān)的中試研究，使得MABR技術(shù)在污水處理領(lǐng)域占據了一席之地。

MABR工藝是集合了曝氣工藝、膜工藝與生化工藝的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)主要體現如下幾個(gè)方面：

1、傳氧率較高

由于MABR是無(wú)孔膜，氧氣以分子形式傳輸，傳氧過(guò)程屬于無(wú)泡曝氣，氧氣在水體中的實(shí)際停留時(shí)間被延長(cháng);其次空氣可以低壓方式進(jìn)行輸送，不需要克服靜水壓力來(lái)穿過(guò)中空纖維膜。經(jīng)測試MABR的傳氧速率可達8~14g O2/m2/d，曝氣效率是常規曝氣系統的3-4倍。

2、同步硝化反硝化

與我們所學(xué)的生物膜工藝不同，MABR工藝的傳質(zhì)過(guò)程屬于異向傳質(zhì)，即氧氣的傳輸方向與污染物的傳遞方向相反,如下圖所示。由于透氧膜的傳氧作用使得MABR膜上形成了的生物類(lèi)型依次為靠近MABR膜的好氧層、缺氧層與厭氧區，污染物如COD、NH3-N等的傳質(zhì)擴散作用是從混合液一側向MABR生物膜一側進(jìn)行，此時(shí)硝化和反硝化反應可以分別在生物膜的內外兩側進(jìn)行，即實(shí)現了同步硝化反硝化作用;

3、運行能耗低

運行能耗低。相比較常規的生化處理工藝，MABR工藝可降低50%~70%的能耗;

4、碳源投加少

碳源投加少。節約30%~50%的碳源投加;

5、占地面積小

節約50%以上的系統占地;

6、污泥產(chǎn)量低

減少50%污泥產(chǎn)量;

7、抗沖擊能力增強

受水溫、水質(zhì)、水量影響小;

8、即插即用

模塊化設計，縮短工程周期;

MABR的主要生產(chǎn)廠(chǎng)商及產(chǎn)品有杜邦公司的Oxymem產(chǎn)品、蘇伊士公司的ZeeLung產(chǎn)品及以色列Fluenc公司的新一代平板MABR膜產(chǎn)品，且各公司的產(chǎn)品在國內外均得到實(shí)際應用，應用規模已超過(guò)10萬(wàn)噸。目前國內對該技術(shù)的關(guān)注度也越來(lái)越高，國產(chǎn)化進(jìn)程在快速推進(jìn)，浙江開(kāi)創(chuàng )環(huán)?？萍脊煞萦邢薰揪o跟時(shí)代步伐，致力創(chuàng )新水技術(shù)，已率先開(kāi)發(fā)出了國產(chǎn)的MABR產(chǎn)品，并得到小規模的應用，相信在不久的將來(lái)，國產(chǎn)的MABR技術(shù)將為污水處理的減碳帶來(lái)巨大貢獻。

關(guān)鍵詞： 開(kāi)創(chuàng )環(huán)保 污水處理 透氧膜生物反應器