据膜技术圈微信公众平台2019年3月6日讯 节能降耗及污水资源化必将成为全球水务市场的发展方向，也是我国水处理企业技术创新的需求所在。为此，筛选出以下几项有发展潜力的细分技术和值得关注的海外技术。
● 实现同时硝化反硝化的膜曝气生物膜反应器（MABR）
原理：在MABR工艺中，膜不再仅仅作为过滤介质，更作为微孔曝气和生物膜生长载体。空气通过膜孔逐渐向水体扩散，通过对曝气量的控制，膜表面附着生物膜，靠近膜表面的微生物形成好氧区，远离膜表面接触水体的一侧由于没有氧气形成厌氧区，中间形成缺氧区，实现同时硝化反硝化。
优势：无需气泡曝气；资源利用率30～50%；高有机负荷；降低剩余污泥～50%；降低运行成本～30%；降低投资成本达80%等；占地小，易组装。在大型市政项目升级改造、高浓度有机废水处理、分布式处理等领域有极大优势。
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◆ SUEZ
作为过去5年GE水处理力推的创新技术Zeelung MABR，为SUEZ在污水资源化领域带来了活力。GE最早推出商业化应用的MABR，膜材料为有机聚合物中空纤维膜，膜丝非常细，有效膜面积大，全球已有多个商业化应用案例。
◆ Oxymem
2012年成立于爱尔兰。在MABR膜材料、水力条件及运行成本等方面做了非常大的改进。 Oxymem采用有机硅作为膜材料，极大提高膜材料的强度，第4代产品氧气传质速率达到12g O2/平方米·日，高于Zeelung MABR，未来发展势头强劲，其背后的战略投资机构Dow Venture Capital （陶氏风险投资），预计会提供大规模商业化布局的有效支撑和退出途径。对于中国市场，其商务总监表示，中国水务市场非常大，Oxymem希望能够在中国找到战略合作伙伴。
◆ Fluence
于澳交所上市的MABR技术公司Fluence，采用卷式平板膜，可降低能耗达75%，近几年发展非常迅速。Fluence 的前身为以色列Emefcy 和美国RWL Water，两公司于2017年7月合并为如今的Fluence Corporation. 2017年11月，Fluence 将目光锁定于中国分布式污水处理市场，和河南清水源达成战略合作关系，在中国市场获得了第一笔农村分布式污水处理市场的订单。2018年3月，通过合作伙伴江苏金梓环境，公司再度获得贵州省贞丰县1000吨/立方米的污水处理设备提订单，此项目完成后，将成为中国贵州省贞丰县最大的农村污水项目的一部分。
● 实现低成本污水资源化的FO与RO耦合工艺
原理：正渗透利用浓盐水渗透压，使污水侧中的水分子透过正渗透膜进入盐侧，达到水和污染物分离的效果，再将盐水通过反渗透脱盐，实现水资源回收。
优势：正渗透工艺无需外界压力，有效截留污水中有机污染物，同时减少RO的膜污染，极大降低能耗，延长膜寿命。其工程应用技术难点集中于汲取液的选择和回用，属于前沿技术，目前尚未大范围推广应用，适用于工业污水处理领域。杭州水处理中心在“十二五”期间承担的国家科技支撑计划课题“正渗透海水淡化关键技术研究与示范”于近日成功验收，建成目前世界上最大的500吨/天的正渗透海水淡化工程。
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◆ Forward Water Technologies
为解决汲取液的技术难点，该公司采用两相汲取液，低温时汲取液渗透压可达21MPa，作为正渗透驱动力。后利用废热加热使其气化，可转换盐变成气体二氧化碳和TMA（三甲胺），实现汲取液和清水分离，同时气化的汲取液进入再生罐，循环利用。 此前，Forward Water在加拿大安大略省密西沙加市建立一个小型试点项目，来验证在工业应用上的可行性。2017年11月，公司获得了来自加拿大联邦政府和石油重镇阿尔伯塔省100万加元的资助，用于加快其水处理技术的商业化。
● 实现能源自给的厌氧MBR（AnMBR）工艺
原理：将厌氧技术与膜分离结合，有利于厌氧菌生长，提高出水水质，在处理污水的同时回收生物沼气能源。
2010年美国工程院院士McCarty在环境领域顶级期刊ES&T发表了一篇关于厌氧MBR处理市政污水实现能源自给、资源综合利用的文章，引起了世界范围的研究热潮。该技术早在1978年便被提出，然而由于膜污染问题一直没有得到大规模应用。但是在污水资源化的理念下，该技术在市政及工业污水处理中均有广阔的应用前景。目前该技术在高浓度有机废水处理领域（如食品、啤酒工业废水）有较多工程应用，市场主要被各大水务巨头瓜分，其中包括SUEZ、Pentair、ADI Systems等。
AnMBR系统资源回收示意图
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◆ Pentair
成立于1966年，致力于工业污水处理及脱盐工艺，注重能源和资源回收，拥有丰富的膜技术创新及工程经验。其分置式厌氧MBR技术应用于食品饮料、酿酒等工业，回收甲烷和清洁水。该技术在2013年阿姆斯特丹举行的国际水周获得Aquatech创新奖。
◆ ADI Systems
ADI-AnMBR工艺自2000年便应用于大型水处理工程，拥有20多年工程经验，是厌氧MBR技术领导者，为全球35个国家客户提供可靠解决方案。该技术成功用于美国某食品工厂污水处理，处理量475立方米/日，进水COD 39g/L，去除率高达99.3%，甲烷产量5660立方米/日，同时节省运行成本达50%。2017年7月美国污水处理企业Evoqua Water Technologies并购ADI Systems，将其业务拓展至工业污水领域，11月，Evoqua于纳斯达克证券交易所上市。
● 实现零排放的膜蒸馏技术
原理：膜蒸馏是通过蒸汽压差（温差）驱动水蒸气通过疏水微孔膜，再冷凝成纯水的过程。
膜蒸馏技术原理示意图
优势：膜蒸馏技术理论上有100%截留率；操作温度低、可利用废热；操作压力低；设备投资少等，几乎不存在膜污染问题，使用寿命长。常规海水脱盐系统的回收率小于40～50%，通过这一耦合过程，可以处理反渗透海水淡化后的高含盐水，可将高含盐水排放量减少到30%，实现水和能量资源的高效利用。
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◆ KMX
加拿大创新技术企业，获得2017年GWI零排放技术创新奖，采用中空纤维膜的真空膜蒸馏技术，水回收率可达97%，相比传统热法可降低80%能耗。适用于采矿废水、RO浓缩液、苦咸水等高盐废水处理。
◆ Dais Analytic Corporation
成立于1999年，有近30年的经验，拥有纳米技术改造的无孔通水膜材料，其膜蒸馏技术NanoClear可处理含盐10～16%和COD大于120000mg/L的高盐高有机废水，无需前处理，水回收率＞90%，膜通量可长期维持在12～15升/平方米·小时, 为同类膜蒸馏技术的3倍。
Dais的CEO蒂姆·唐雷迪（Tim Tangredi）告诉我们：“创新型膜技术驱动着新产品的研发。我们的Aqualyte复合膜已成功用于节能空气净化，在工业污水处理领域，也已在中国15个地区通过测试验证，显示出其相比较超滤/反渗透膜系统，更好的抗污染性能和更高的脱盐率。Dais公司将于2018年在中国开始NanoClear系统单元的生产。”
● 膜法沼气提纯技术
原理：气体分离膜利用高分子膜对不同气体的选择透过性不同，将气体分离的技术。将膜技术用于沼气纯化，是污水资源化不可或缺的部分。
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◆ EnviTec Biogas AG
成立于2002年的EnviTec公司覆盖沼气生产的整个价值链，包括沼气工程和沼气提纯工厂的规划、交钥匙建设和调试及运营管理。作为全球沼气行业领导者，该公司在全球范围内由其设计并建造的沼气工程超过600个，总装机容量达到420兆瓦，业务遍布德国、意大利、英国、法国、日本、美国等数十个国家，在沼气领域拥有多项专利技术。
