【正文】 要由池體、膜組件、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成，污水中的有機(jī)物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機(jī)物及細(xì)菌等截留于反應(yīng)器內(nèi)，使出水水質(zhì)達(dá)到回用水水質(zhì)要求，同時保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應(yīng)的進(jìn)行。而據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，至 2020 年底，我國的 2 污水處理率僅為 73 %，但這一標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家 90 %的污水處理率相比仍有較大差距。 “‘十二五’我國環(huán)保發(fā)展第一大重點(diǎn)領(lǐng)域就是污水處理。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)展的加速，城市需水量快速增加，水污染進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致我國大部分城市普遍存在著水污染嚴(yán)重和水資源短缺的問題。雖然近些年許多大中城市建設(shè)了污水處理廠 ，但我國的水資源仍處于 “局部有改善，整體仍在惡化 ”的狀態(tài)中?！眹噎h(huán)保部科技標(biāo)準(zhǔn)司副司長胥樹凡在 2020中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展與投融資交流會上明確表示?！笆濉逼陂g，污水處理產(chǎn)能需要增長 67 %才能滿足污水處理需要。MBR 在各類污水處理及回用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本項(xiàng)目的實(shí)施 可 進(jìn)一步深入 對 3 PVDF 膜材料性能的基礎(chǔ)研究， 拓寬 PVDF膜材料的應(yīng)用范圍， 促進(jìn) 國內(nèi)用于污水處理和中水回用的 MBR 技術(shù)水平的提高。 膜 生物反應(yīng)器 簡介 膜 生物反應(yīng)器 （ Membrane Bioreactor， MBR） 是一種 新型高效污水生物處理技術(shù)，集膜的高效分離和生物降解于一體，是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的一種污水處理新工藝。根據(jù)選用膜材料的不同，又可分為有機(jī)MBR和無機(jī) MBR。它的前處理與后處理極其簡單，所以占地小，可程控化管理，每年僅需清洗 2~3 次。 ③ 生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長，對有機(jī)物的去除率高。 MBR的膜材料 在 MBR污水生物處理技術(shù) 中，由于生物降解技術(shù)已基本成熟，因此研究與開發(fā)具有通量大、強(qiáng)度高、耐酸堿與微生物腐蝕、耐污染、低成本的微 濾或超濾膜材料與組件已成為 MBR規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵。 （ 1）國外 MBR的膜材料 應(yīng)用現(xiàn)狀 2020年底，國際市場上用于 污水處理 的 PVDF膜主要是美國、加拿大、日本等國家 的供應(yīng)商，供應(yīng)總膜面積 4000萬 m2，產(chǎn)值 16億美元。 由于構(gòu)成膜組件的膜絲生產(chǎn)技術(shù)是決定膜組件和 MBR性能的基本要素，值得欣喜的是國內(nèi)膜材料的研究和生產(chǎn)發(fā)展目前也較快。全球范圍內(nèi)已簽約開建的最大項(xiàng)目是位于阿拉伯迪 拜朱美拉（ Jumeirah）的 MBR項(xiàng)目 （ 220,000 m3/d）。 8 雖然中國對 MBR的應(yīng)用研究起步相對較晚，但發(fā)展非常迅速，最近幾年在技術(shù)應(yīng)用方面與國外幾乎同步，并且部分領(lǐng)域在世界上有領(lǐng)先優(yōu)勢，主要因?yàn)橹袊鴮τ?MBR技術(shù)的需求遠(yuǎn)比國外迫切且市場潛力巨大。 中國目前已投入運(yùn)行的規(guī)模最大的 MBR污水處理工程是位于北京市順義溫榆河的污水處理系統(tǒng)（ 2020年 10投入運(yùn)行），設(shè)計(jì)平均流量 100,000 m3/d。 MBR的 工程應(yīng)用前景 水是最基礎(chǔ)的生命要素，有效的水資源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消除貧困 的基本前提。 MBR污水處理系統(tǒng)由于其自身具備的優(yōu)點(diǎn)，其大規(guī)模工程應(yīng)用是解決城市污水處理及再生利用的一條良好途徑。截至 2020年 2月，全球 MBR的商業(yè)市場已達(dá)到 ，GE公司、 Simens公司和北京碧水源股份有限公司是當(dāng)前全球市場 MBR供應(yīng)的前三強(qiáng)?？梢詾榭蛻籼峁┐笠?guī)模 MBR項(xiàng)目的污水處理與污水資源化整體技術(shù)解決方案的公司有：國內(nèi) 23家，國外 58家；可以為客戶提供中小規(guī)模 MBR項(xiàng)目的污水處理與污水資源化整體技術(shù)解決方案的公司有：國內(nèi)約 30家，國外 10家。 （ 三 ） 主要 研究開發(fā)內(nèi)容 、 技術(shù)關(guān)鍵 及主要創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目擬采用溶液相轉(zhuǎn)移紡絲工藝以及多孔紡絲技術(shù)，研究開發(fā)親水性高強(qiáng)度聚偏氟乙烯中空纖維膜；通過 MBR 膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與模塊化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，研究開發(fā)具有高膜通量，高強(qiáng)度，膜清洗曝氣少、占地面積小，不積存污泥的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定運(yùn)行的專有技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)的 MBR 膜組件以及 MBR 模塊化技術(shù)裝備。 現(xiàn)有 NIPS 聚偏氟乙烯中空纖維膜親水性較好，但 斷裂 強(qiáng)度只有100 cN左右，不能滿足 MBR 要求， 容易 斷絲；現(xiàn)有 TIPS 聚偏氟乙烯中空纖維膜，親水性差，抗污染性差， 膜 通量低，一般只有 200~500 L/（ 25 ℃， MPa）。 （ 2）通過優(yōu)化設(shè)計(jì) 研究開發(fā) 新型 MBR 膜組件。 ① MBR 膜 組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究。研究拼裝式、模塊化的膜 生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，以降低運(yùn)輸、施工安裝成本。 （ 5）建立處理水量 為 1000 噸 /日的新型 MBR 應(yīng)用示范工程，研究膜污染控制技術(shù)和膜性能恢復(fù)技術(shù)，以保證膜 生物反應(yīng)器的長期有 13 效運(yùn)行。 具有模塊化特征，具有集水與布?xì)怆p重功能，且易于運(yùn)輸與施工安裝，滿足產(chǎn)業(yè)化的要求 。 （ 2）大尺寸（ 8英寸）、雙端出水、有鏤空外殼的新型 MBR 膜組件。 該項(xiàng)目預(yù)期 達(dá)到 3000 支 /年 8英寸 MBR 膜組件 的 生產(chǎn) 能力。 達(dá)到 MBR 使用要求。其中 聚偏氟乙烯中空纖維膜及 MBR 膜組件 的制備工藝技術(shù)路線如 圖 4所示。在 膜材料的研究和 開發(fā) 、膜組 件 的制 造 、膜技術(shù)的應(yīng)用等方面都處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，具有自行設(shè)計(jì)研制的膜和 膜組件 制 造 設(shè)備，在膜技術(shù)應(yīng)用工藝的開發(fā)、設(shè)計(jì)和優(yōu)化 ， 新工藝的示范和推廣應(yīng)用等方面均具有 很 強(qiáng)的實(shí)力。 聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜組件產(chǎn)品的研發(fā)得到了浙江省科學(xué)技術(shù)廳 2020 年 重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)社會發(fā)展項(xiàng)目 的資助。 設(shè)備費(fèi)（主要包括設(shè)備購置、試制費(fèi)用）： 124 萬元，其中省財政撥款經(jīng)費(fèi) 34 萬元，自籌經(jīng)費(fèi) 90 萬元。 省財政撥款經(jīng)費(fèi)主要用于：購買膜材料及膜組件制備所需原材料、化學(xué)原料、溶劑， 示范應(yīng)用所需材料。 自籌經(jīng)費(fèi)主要用于： 其它常規(guī)測試與表征、量小化驗(yàn)及加工費(fèi)等 。 合作 、協(xié)作研究 與交流費(fèi) ： 10 萬元，其中自籌經(jīng)費(fèi) 10 萬元。 1項(xiàng)目管理費(fèi)： 16 萬元，其中省財政撥款經(jīng)費(fèi) 16 萬元。 19 具體費(fèi)用主要包括關(guān)鍵膜及膜組件制備設(shè)備購置和試制費(fèi)， 應(yīng)用示范工程專用設(shè)備 的購置費(fèi)等。 共計(jì) 330 萬元，其中省財政撥款經(jīng)費(fèi)110 萬元，自籌經(jīng)費(fèi) 220 萬元。具體 概算 如下： 水質(zhì)全分析： 1000 元 /次 80 次 =8 萬元（省財政 撥款經(jīng)費(fèi)） ，用于表征 MBR 組件 的污水處理效果； MBR 組件 試驗(yàn)裝置 的加工： 4 萬元 （自籌經(jīng)費(fèi)） ， 高精度 MBR 組件 制備所需關(guān)鍵設(shè)備 ； 其它測試化驗(yàn)加工費(fèi)： 34 萬元（自籌經(jīng)費(fèi)），主要包括其它常規(guī)測試與表征、量小化驗(yàn)及