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1 研讨背景
在环境问题备受关注的今天，污水排放规范日趋收紧，造成工业污水处理工艺选择颇受关注。考量到污水处置厂建筑用地不宽裕等要素，膜生物反应器（MBR）因其单位体积生物量高、占地面积小、出水水质好等优点快速进入国人视野，已在许多新建或改造污水处置厂中取得普遍应用。
但是，审视我国“双碳”目的，污水处置厂也面临着碳减排、以至碳中和问题。MBR工艺似乎出水水质好、节省占地面积，但其缺点亦非常明显。在MBR工艺工程应用中，膜污染以及由此而造成的膜通量减少所引起的能耗过高问题势必会形成污水处置碳排放量强势增加。而膜清洗/频率高、膜丝（有机纤维膜）断裂/改换频繁等一系列问题也会间接增加碳排放量。MBR这些缺陷使得基层用户普遍否认这种工艺。
但是，对MBR工艺利、弊持不同观念的人群常常各执一词，似乎很难彼此劝服对方。因而，需求找到一种定量评价MBR工艺优劣的技术指标或评价规范。研讨从MBR工艺优、劣两方面要素动手，充沛思索经济、社会、环境三方面综合效应，经过树立与传统工艺相比的评价模型，提醒出MBR工艺优、缺陷，并评价其可持续性。
2 研讨内容
MBR工艺所谓良好出水水质其本质是膜对SS的有效截留作用，可至出水SS￡5 mg/L。但是，MBR对溶解性COD、N、P的去除作用无明显效果，对日益升高的氮、磷排放规范作用不大。事实上，膜对微生物的作用不过是汇集生物量而已（因而会造成反响器体积减少），而对生化反响过程影响很小。
但是，膜截留、分离带来的负面效应是膜污染以及由此造成的膜通量降低、能耗过高、频繁膜清洗等一系列运转问题。MBR工艺可持续性量化评价需考量要素复杂，但能够可持续性能评价指数作为根据树立评价模型，共考量三方面内容：
1）污水处置厂工艺投资与运转费用，主要包括根本建立与运转管理费用；
2）工艺运转效果及其稳定性，涵盖工艺对触及污染物去除效果、工艺运转稳定性、工艺运转管理复杂性等指标；
3）工艺资源回收与应用水平，主要考虑工艺对资源的回收与应用能力（涵盖电耗及药耗带来的间接碳排放）。经过评价模型，能够比拟与评价MBR与传统工艺可持续性指数，从而计算出不同地域、不同范围污水处置厂采用MBR工艺的可持续性评价指数。
3 结论
对MBR工艺产生的可持续性能评价指数模型计算结果（图1）显现，MBR工艺较传统工艺在可持续性方面表现不佳，或者说，MBR从实质上来说并不是一种可持续性工艺。究其缘由，主要是过高能耗与运转费用完整抵消了其在良好出水水质与紧凑占中央面的优势。子项因子及模型权重因子敏理性剖析提醒（图1），在合理模型参数取值范围内MBR工艺在很大水平上都难以具有可持续性。
图1可持续性指数评价结果
4 MBR全球应用现状
国际权威MBR应用网对世界范围内近20年来700余座大型MBR污水处置厂应用状况实行了逐年统计，并绘制了如图2所示的MBR工程应用趋向。本课题组也统计世界范围内大型MBR项目。能够看到，进入21世纪后，MBR技术首先在北美和欧洲取得喜爱，新增项目也都集中在这两个区域。随后，亚洲和其它地域（主要为澳洲､北非）疾速跟进。MBR工程应用在2009~2012年间到达鼎盛时期；但是，从2013年开端MBR工程应用呈现大幅回落，直至近两年应用数量只要鼎盛时期10%。
MBR工程应用衰落是全球性的，欧洲和北美阅历了21世纪最初十年“热恋”后忽然“失恋”，新增项目数量锐减；2009年后亚洲成为MBR工程应用的主力，以致于2012年后全球大型MBR项目主要集中在中国外乡境内。图3显现的世界MBR估计年复合增长率也同样显现出，2014年后世界MBR市场增长主要由亚太地域所主导导，其中，中国增长量对亚太地域总增长有着绝对的奉献份额。
图2 1996至2017年间MBR工艺世界范围内应用趋向
图3 2014~2019年世界MBR估计年复合增长率（CAGR）
除中国外，MBR工艺在全球范围应用日薄西山并非偶尔现象，高能耗与膜污染所致高碳排、高费用乃主因。着眼于将来可持续开展，MBR工艺要想获得可持续开展，除非颠覆性（Breakthrough）处理膜污染问题。否则，高碳排将永远随同其终身。在目前状况下，MBR似乎只适用一些特定限制状况，如，土地极度匮乏、应用有限空间、严重缺水和水比油贵地域。即便在这样的应用场景下，MBR也不是独一选择，例如，好氧颗粒污泥（AGS）技术在各方面均显得比MBR具有优势。因而，对普遍采用MBR的中国公开污水处置厂来说，今后晋级改造只有AGS唯一选择。
