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经过10余年的发展,在美国、欧洲和南非已有10多个污水厂采用Memthane技术。业内人士介绍,Memthane目前已经发展到第二代,膜污染得到了很好的控制,主要有以下三个关键改进点:
➔更好的预处理;
➔X-Flow改用垂直管式膜系统,有别于第一代的水平系统,垂直系统更便于操作以控制膜污染;
➔X-Flow螺旋结构通量增强技术(Helix),让其设计通量提高一倍,进一步降低AnMBRs的安装和运行费用。
Memthane的工艺流程简图©VeoliaandPentair
从上述个案来看,AnMBRs的产能水平和能效表现都是很突出的。但总的来说AnMBRs工艺缺乏更多的实际工程运行数据,其运行表现还有许多的不确定性,普遍存在的膜污染也阻碍了它的进一步发展和普及。
AnMBRs的生命周期分析研究
如果要提高AnMBRs工艺的表现,哪些设计和运行参数是关键的呢?对于这个问题,美国的伊利诺伊大学香槟分校和西班牙的瓦伦西亚理工大学的四位科学家尝试用生命周期分析(LCA)的可量化方法来阐述细部设计和运行参数是如何影响整个浸入式AnMBRs系统在其完整生命周期的技术、环境和经济可持续性。
他们的研究包括以下参数:
固体停留时间(SRT)
混合液悬浮固体浓度(MLSS)
污泥回流率(r)
膜通量(J)
单位膜面积的需气量(SGD)
同时,甲烷产量、产率、营养物回收、和污泥的最终去向(土地利用、填埋或焚烧)等情况也是研究人员的评估对象。
研究团队运用量化可持续设计框架(QSD)来对上述因素进行分析。QSD设计框架整合了三种分析方法:a)考虑了季节温度变化的静态运行模型(数据来自中试实验和DESASS软件的模拟),b)LCC生命周期成本分析和c)生命周期评估LCA。通过分析发现,在某些设计和运行条件下,浸入式AnMBRs是可以实现能量自给甚至是盈余产能的。
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