《污水资源化利用的复合增强型MBR膜装备和膜处理技术研究及产业化》

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近年来,随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化、印染等行业的迅速发展,各种含有大量难生物降解的有机污染物的废水相应增多,它们进入水体给环境造成了严重的污染。高浓度难降解有机废水的处理,是国内外污水处理界公认的难题,主要包括焦化废水、制药废水、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水等行业性废水。处理该类废水,膜生物反应器技术具有相对较好的处理效果。该项目旨在研发一种面向难降解废水的膜-填料连用的工艺,并将适用于此种工艺的复合支撑结构中空纤维MBR膜产业化。

主要创新点:

①在膜生物反应器工艺中引入内部孔隙率高、比表面积大、吸附能力强的活性填料,该填料具有巨大的比表面积,拥有了优良的吸附性能,能够作为微生物良好的载体及惰性物质的吸附剂,可以完成膜生物反应器工艺和接触氧化工艺及吸附工艺的结合,在填料微环境内部形成缺氧厌氧环境,提高大分子有机物的降解效率,从而达到有效去除的目的。

②提供一种全新的中空纤维膜制备方法,通过自行研发的纺丝工艺过程与纺丝生产设备,在编织物表面涂覆一层高分子料液,实现了保持膜分离孔径的基础上突破了高分子材料强度不足的瓶颈,大大提高了膜材料的强度。对内支撑管表面经过电晕处理,增强中空纤维膜的过渡层与支撑管的粘接力,过渡层通过加入高分子聚合物,有效防止中空纤维膜在使用过程中的剥离。

③该项目创新地成功将超声波技术应用于中空纤维膜的制备当中。超声波加速纺丝料液在凝固浴槽中的传质过程,提高了中空纤维膜成孔效率,同时还提高了初生中空纤维膜的成孔结构,大大缩短了膜丝的后处理时间,提高了生产效率。

④通过MBR膜组件和膜组器的优化设计,采用了双曝气管路设计,经过交替曝气可以节约一半的风机曝气量,实现MBR系统的有效节能。

该项已取得5项发明专利,5项实用新型专利,形成了新源国能自己独立的一套复合支撑结构中空纤维MBR膜产业化生产线及其在面向难降解废水的膜-填料连用技术的成套工艺,并于2012年在神华内蒙乌海焦化厂废水处理中得到了应用,经过近三年的运行观察,取得了良好的效果,已经在河北唐山市丰南开发区污水处理厂(造价1亿元)、内蒙萨拉齐电厂废水处理工程(造价1900万元)、延长石油含醇废水处理工程(造价3000万元)和新疆广汇1000万吨煤提质污水处理项目(造价6亿元)等多个项目中陆续开展应用,取得了9亿元的销售合同额,后续难降解工业废水处理市场空间巨大。

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