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下表显示了MBR污水厂的规模的显著增加,超过40个大型MBR项目的设计峰值超过100,000 m3/d。MBR在中国的发展尤为迅猛,到2015为止的总处理能力已经达到7,500,000 m3/d。
挑战和市场驱动因素
总的来说,膜技术大部分的研发工作还是针对膜污染的分析和控制上,这几乎是所有种类的膜在长期运行后遇到的问题。MBR污水厂的高能耗问题跟膜污染密切相关,预计未来几年的研发重心依旧会落在如何减低运行能耗和解决膜污染的问题上。
浓缩液的处置是另外一个挑战,尤其是高压纳滤膜和反渗透膜系统。为了解决这个问题,最近几年兴起了膜蒸馏、正渗透和压力延滞(pressure-retarded) 渗透膜的研究。
影响膜市场的因素有很多,包括了投资和运行成本的下降、更加严格的出水标准、地区性的水资源短缺、对膜技术信心的增强、系统占地面积小、高效的除盐率,这些积极因素都会加速膜技术在世界各地的市场拓展。最新的需求来自油气行业——页岩气压裂(fracking)开采技术的兴起引发了这个行业对膜技术的巨大兴趣。
膜的标准化与新型产品研发
世界很多膜工厂都已经对反渗透和纳滤等高压膜进行了标准化生产,最常见的尺寸是8寸 x 40 寸 (200 mm x1000 mm)。但随之反渗透/纳滤水厂的规模不断扩大,更大直径的反渗透膜(16寸(400mm) 或 18寸 (450mm))也会出现在新的海水淡化厂设计中。
低压膜的生产还没标准化,这使得微滤/超滤项目变得有些复杂,这其中也包括了MBR污水厂的项目。非标准化生产可能会导致项目开发的时间延长,并最终导致成本的上升。但很多迹象表明这个情况将会得到改变,因为一些膜生产商已经开始跟进微滤/超滤厂和MBR厂的售后服务市场。关于MBR的标准化生产的研究及建议,可以参考Amedeus European研究项目的报告。
对新一代膜产品的研发也在进行中。新型膜与各种纳米材料相结合,例如Al2O3、TiO2、SiO2、沸石(zeolites)、碳纳米管(carbonnanotubes)、银纳米粒子(silvernanoparticles)和其他能改善膜性能的材料。加入这些物质的膜的通量更大、抗阻弹性更好,而且更耐生物腐蚀。结合了更多纳米级别设计和控制的工艺最终将产出多功能的膜产品,不仅能够去除水中的污染物,而且能完成主动性修复膜损坏、完成自身清洗、识别污染物等工作。
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