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从研发到工程应用：MBR污水回用手艺在新加坡的生长历程

分类： 公司动态

作者： betway体育

泉源： 水处置惩罚

宣布时间：2021-08-18 16:38

纯化水?

原问题：从研发到工程应用：MBR污水回用手艺在新加坡的生长历程

新加坡一直致力基于MBR膜生物反应器的再生水系统的研发事情。。。。MBR手艺已经展现了显著的多功效用途，， ，，，，，例如用于工业的回用水或者连系了反渗透的饮用水，， ，，，，，著名应用案例的莫过NEWater新生水项目。。。。

与古板活性污泥法(CASP)相比，， ，，，，，MBR是一个三合一的解决计划，， ，，，，，在简单反应系统里连系了生物反应器、二沉池和微滤/超滤。。。。它的优点包括了工艺的耐固性、优质的出水水质，， ，，，，，和紧凑的占地面积。。。。在已往15年左右的时间里，， ，，，，，MBR手艺在新加坡一起走来，， ，，，，，从中试研究到树模项目的测试，， ，，，，，现在已经在新加坡的Jurong和Changi再生水厂实现了全尺寸的工程应用。。。。MBR手艺是怎样在新加坡取得认同和重视的呢?新加坡公共事业局PUB的再生水处置惩罚部Winson Lay等人总结了MBR在新加坡取得乐成的履历，， ，，，，，并揭晓在了IWA期刊《Water Practice & Technology》中。。。。

中试项目

新加坡公用事业局PUB一直致力于新加坡水资源的可一连生长，， ，，，，，NEWater新生水就是其标记性效果。。。。早在2003年，， ，，，，，PUB就着手MBR实现水回用的研发，， ，，，，，MBR作为三合一的解决计划，， ，，，，，与RO反渗透连系，， ，，，，，将会打造一个集成化水平更高的水资源可一连再生系统。。。。

▲MBR三合一的工艺示意图

PUB的MBR研发探索之旅始于2003年，， ，，，，，他们选择了其时仍在运行的Bedok再生水厂，， ，，，，，搭建了三个处置惩罚规模为300m?/d的MBR系统举行中试试验，， ，，，，，来测试差别类型的膜。。。。同时他们还举行种种数据的收罗和剖析，， ，，，，，包括了总有机碳(TOC)的监测。。。。

中试效果显示，， ，，，，，MBR反应系统的出水水质等同于甚至优于NEWater项目中超滤工序(UF)的出水。。。。在接下来的MBR-RO工艺的中试效果显示，， ，，，，，MBR-RO比CASP-MF-RO在有机物的去除方面体现越发稳固和优异，， ，，，，，并且MBR-RO工艺中反渗透膜的通量更高。。。。

树模项目

在2006年，， ，，，，，PUB决议在Ulu Pandan再生水厂搭建一个23,000m?/d的树模项目。。。。这个树模项目是基于为污水厂刷新的理念设计的：两个北边的曝气池刷新成生物反应池的缺氧/好氧区，， ，，，，，然后再新增一个MBR池和一其中控室。。。。这个树模项目至今依然坚持很高的出水水质。。。。

▲ Ulu Pandan再生水厂的再生水标准

这个树模项目的出水成为了工业回用水，， ，，，，，供应化工厂和炼油厂作为冷却用途。。。。但一样平常来说，， ，，，，，氮浓度在工业回用水中并不是主要指标，， ，，，，，MBR中水出水的氮指标在20mg/L左右，， ，，，，，可是这个树模项目出水氮浓度在6mg/L左右。。。。

本钱向来是水处置惩罚基础项目的主要思量因素。。。。在已往，， ，，，，，Jurong工业再生水厂(JIWW)一直都是基于重大的物理-化学处置惩罚工艺，， ，，，，，并且占地面积重大。。。。与此相比，， ，，，，，在新加坡这个国家寸土寸金的大配景下，， ，，，，，使用MBR手艺就有了优势，， ，，，，，另外若是污水厂能实现工业水回用，， ，，，，，还可以抵消部分运营本钱。。。。

然而，， ，，，，，现在的MBR手艺的单位能耗依然较量高，， ，，，，，这是由于要驱动渗透压和膜反洗造成的。。。。以是怎样降低MBR手艺的单位能耗是新加坡MBR研发项目的要害目的之一。。。。2003年中试阶段，， ，，，，，三其中试系统的单位能耗约为1.3 - 1.7 kWh/m?。。。。其时的设计是较量守旧的，， ，，，，，以是PUB最先了分阶段优化事情。。。。第一阶段在坚持空气功率稳固的情形下提高膜通量，， ，，，，，能耗因此降至约1 kWh/m?。。。。第二阶段是包管出水水质和膜污染率稳固的情形下降低曝气能耗;第二阶段的中试竣事的时间，， ，，，，，单位能耗已经降至0.8 kWh/m?。。。。

在树模项目里，， ，，，，，优化历程也是分几步来实现的：

第一步是改善设计和装备的选择，， ，，，，，在MLSS浓度约为10,000 mg/L的情形下，， ，，，，，单位能耗降至0.6 kWh/m?。。。。

第二步则是通过缩短SRT使曝气池的MLSS镌汰到6,000 mg/L (这也得益于新加坡终年在30℃左右的温暖天气)。。。。MLSS的降低镌汰了污泥黏度，， ，，，，，并提高了曝气效率。。。。

第三步是通过回流膜反应器的混淆液(2Q)来优化MLSS的内循环。。。。

第四步是优化曝气工艺(DO设置在1.5mg/L)。。。。

第五步是优化膜的洗濯率。。。。

在分步优化的历程中，， ，，，，，首先确保优化事情不会以降低水质和整体处置惩罚效率为价钱。。。。经由团队的起劲，， ，，，，，MBR的单位能耗已经从最初的1.3 kWh/m?降至低于0.5 kWh/m?。。。。

▲ MBR手艺在中试和树模工程时代的分步工艺优化和效果

在树模项目的运行中，， ，，，，，测试团队印证了MBR手艺的许多优点，， ，，，，，例如抗攻击负荷的耐固性、横跨水水质、小占地面积和高自动化运行水一律。。。。在经由中试和树模项目的测试后，， ，，，，，PUB决议再进一步，， ，，，，，在Jurong和Changi两个再生水厂举行全尺寸的工程应用。。。。

Jurong再生水厂的工程应用

Jurong再生水厂位于新加坡的西边，， ，，，，，处置惩罚工业和市政污水(混淆比约为40%/60%)，， ，，，，，处置惩罚能力约205,000 m?/d。。。。污水厂由三部分组成，， ，，，，，自2013年起第一段的CASP古板活性污泥工艺刷新成MBR，， ，，，，，现在这部分的处置惩罚能力为68,000 m?/d，， ，，，，，其出水知足工业回用水的标准。。。。与Ulu Pandan再生水厂一起，， ，，，，，这两个MBR污水厂的总占地面积只有2050㎡，， ，，，，，可为周围企业提供工业回用水效劳，， ，，，，，这相当于腾出了52,000㎡的土地和节约了大宗的化学品和能耗。。。。Jurong再生水厂设计的MBR是一个三段式的强化生物除磷(EBPR)工艺，， ，，，，，能够去除有机物和氮磷。。。。初沉池的出水以7：3的比例进入缺氧区和厌氧区，， ，，，，，再流经好氧区和膜过滤池后即可达标出水。。。。

▲ Jurong MBR厂的工艺流程图

下表显示，， ，，，，，MBR的出水水质完全知足一样平常工业用水的标准。。。。值得一提的是，， ，，，，，只管厂区备有供化学除磷的铝盐化合物，， ，，，，，但现在还无需用到，， ，，，，，EBPR的运行很稳固。。。。

Changi再生水厂的工程应用

Changi再生水厂是现在新加坡最大的再生水厂，， ，，，，，位于新加坡的东边。。。。污水厂的进水主要是生涯污水。。。。该厂接纳紧凑设计，， ，，，，，并且加盖运行，， ，，，，，由两条主线组成，， ，，，，，每条主线划分由两条平行的分段进水活性污泥工艺(step–feed activated sludge process)组成。。。。Changi再生水厂的MBR项目时通过两阶段实现的：

第一阶段是下图5中的3.1和4.1红色区域，， ，，，，，合计处置惩罚能力为60,000 m?/d;

第二阶段是下图中的1.1和 2.1红色区域，， ，，，，，处置惩罚能力同上。。。。

MBR的乐成改建将使该厂的处置惩罚能力从原来的800,000 m?/d 提升到920,000 m?/d，， ，，，，，从而缓解现有二沉池的压力和确保新生水NEWater的供应。。。。

▲ Changi再生水厂的MBR改建平面图

只管该厂原来的设计(包括二沉池)就已经相当紧凑，， ，，，，，但MBR的反应器照旧比原设计的单位处置惩罚面积少25%(见下图)。。。。

▲ MBR跟Changi原紧凑设计的占地面积比照

他们对MBR3.1反应器的单位能耗举行了30天的跟踪测试，， ，，，，，时间是2015的4月18日到5月18日，， ，，，，，效果显示日平均单位能耗为0.5kWh/m?。。。。而在验收阶段的最后两周，， ，，，，，通过镌汰曝宇量，， ，，，，，单位能耗更是降低至0.4 kWh/m?以下。。。。该厂至今还在对MBR的能耗作恒久跟踪，， ，，，，，现在的膜通量约为25L/㎡/h, SRT为7d，， ，，，，，并知足所有出水标准。。。。

▲ MBR的出水标准

除了上述参数，， ，，，，，团队成员还对其他指标举行亲近监测。。。。由于MBR的出水是不含悬浮固体的，， ，，，，，以是例如TSS等古板参数在这里就没用了。。。。相反，， ，，，，，COD/BOD的去除效率是关注重点。。。。监测数据显示，， ，，，，，MBR在BOD5和COD去除体现上也有优于古板活性污泥法。。。。

▲ Changi再生水厂的MBR出水的BOD5和COD体现与古板处置惩罚的比照

而液相色谱的测试也显示MBR出水的消融有机碳的浓度是最低的。。。。这些效果都显示了MBR的处置惩罚效果是很理想的。。。。

下一步的研发妄想

PUB将继续完善MBR手艺在新加坡现实工程的应用。。。。现在的研发项目包括：

位于Jurong再生水厂的处置惩罚能力为4,550 m?/d的陶瓷MBR树模项目;

位于Ulu Pandan再生水厂的处置惩罚能力为1,000 m?/d的IVP整合式验证厂(Integrated Validation Plant, IVP)。。。。

后者是在基于全球各地的污水处置惩罚工艺和新手艺的研究的新探索，， ，，，，，IVP厂运用的工艺包括了强化初沉处置惩罚和低能耗MBR。。。。现在这个IVP厂能实现脱氮除磷和优质出水，， ，，，，，SRT降至5天。。。。进一步的优化事情正在举行中，， ，，，，，下一步妄想是一个12500 m?/d的树模污水厂，， ，，，，，施工单位是日本三菱集团，， ，，，，，预计在今年完工。。。。

这个立异MBR项目是新加坡充满雄心壮志的超等工程DTSS深层隧道排污系统2期的主要组因素。。。。DTSS深层隧道排污系统，， ，，，，，它也新加坡公用事业局(PUB)近几年重点打造的项目之一。。。。这条造价34亿美元的地下管廊被称作“污水高速公路”，， ，，，，，预计在2024年完成。。。。届时，， ，，，，，Tuas再生水厂将取代现在的Jurong和Ulu Pandan再生水厂，， ，，，，，并且能同时处置惩罚生涯污水和工业废水(比例约为8:2)。。。。Tuas再生水厂的设计理念是基于能耗和占地越发高效的MBR-RO工艺，， ，，，，，在处置惩罚污水的同时生产NEWater新生水。。。。

经由十多年的起劲，， ，，，，，MBR工艺在新加坡获得了长足生长，， ，，，，，从2003年中试规模的3,300m?/d到2016年靠近22万m?/d的现实工程应用，， ，，，，，并且包括Tuas再生水厂、Changi再生水厂等中试和扩建项目正在举行中，， ，，，，，期待誊写新的传奇。。。。更多工业水废水处置惩罚问题，， ，，，，，可以搜索betway体育水处置惩罚官网或者关注betway体育水处置惩罚微信公众号，， ，，，，，与我们水处置惩罚专家作详细咨询，， ，，，，，量身定做为你打造最优质的水处置惩罚解决计划。。。。

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