安徽xx水科技有限公司水处理设备及饮用矿化水生产项目建设可行性研究报告.doc

发证单位：国家发改委证书编号：11420060047等 级：丙级安徽沃尔威多水科技有限公司水处理设备及饮用矿化水生产项目可行性研究报告2011XZS0004安徽省萧县工程咨询研究所二O一一年三月安徽沃尔威多水科技有限公司水处理设备及饮用矿化水生产项目可行性研究报告工程编号：2011XZS0004单位负责人：技术负责人：安徽省萧县工程咨询研究所二O一一年三月安徽沃尔威多水科技有限公司水处理设备及饮用矿化水生产项目可行性研究报告主办单位：安徽省萧县工程咨询研究所咨询证书：工咨丙11420060047单位负责人：刘先引咨询工程师：王 坤 李维峰编制负责人：刘先引（高级经济师）参加人员：董纯洁（高级工程师）王向阳（高级工程师）董伯勤（高级工程师）李 明（工程师）王传仁（工程师）制图文印：尤 莉 孟艳丽目 录第一章 总论1一、项目概况1二、可研编制依据及研究范围1三、项目单位简介2第二章 项目背景及可行性4一、矿化水项目背景与可行性4二、废水处理设备项目的背景与可行性6第三章 产品市场分析与销售方案11一、市场分析11二、营销策略、方案及模式12第四章 项目建设规模与内容14一、项目建设规模14二、项目建设内容14第五章 项目选址与建设条件16一、场址所在位置现状16二、场址建设条件16三、工程地质与水文地质概况19第六章 技术方案、设备方案与工程方案21一、技术方案21二、设备方案39三、工程方案40第七章 环境保护与劳动安全46一、建设地区的环境现状46二、项目主要污染源和污染物46三、项目拟采用的环境保护标准46四、治理环境的方案46五、环境监测制度的建议47六、环境保护投资估算47七、劳动保护与安全卫生47第八章 企业组织和劳动定员49一、企业组织49二、劳动定员和人员培训50第九章 项目实施进度52第十章 投资估算及资金来源53一、估算依据、条件及范围53二、估算内容53三、估算结果54四、资金筹措方案54第十一章 财务分析55一、财务评价基础数据与参数选取55二、销售收入估算55三、总成本估算56四、财务盈利能力分析57第十二章 工程招标方案58一、总则58二、投标内容59第十三章 结论与建议61附件： 1、有关批文 2、项目单位证件第一章 总论一、项目概况（一）项目名称：安徽沃尔威多水科技有限公司水处理设备及饮用矿化水生产项目（二）项目性质：新建（三）项目选址：萧县经济开发区（四）项目法人代表：谭润宇（五）项目承办单位：安徽沃尔威多水科技有限公司二、可研编制依据及研究范围（一）编制依据1、国家国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要2、国家环保科技发展纲要3、机械工程项目可行性研究编制规程4、瓶装饮用矿化水卫生标准5、中华人民共和国水污染防治法6、中华人民共和国清洁生产促进法7、宿州市统计年鉴-20108、项目单位提供的基础材料9、现场勘查所得的资料数据。（二）研究范围 （1）项目提出的背景及建设的必要性（2）项目的选址与建设环境条件（3）项目建设规模与主要建设内容（4）项目总体布局方案（5）工程技术方案（6）环境保护、安全卫生、消防和节能（7）项目运营和实施计划（8）项目招投标方案（9）投资估算与资金筹措（10）效益分析（11）可行性研究报告结论与建议三、项目单位简介安徽省沃尔威多水科技有限公司，2011年3月在萧县注册成立，注册资金5000万港元。生产经营范围：水处理设备生产、研发；污水处理系统、机电工程安装；矿化饮用水生产、销售等。公司经营、办公地点：萧县经济开发区内。该公司资金注册、技术依托单位为香港沃尔威多有限公司。依托公司经济、科技力量雄厚，拥有目前国际最先进的管理团队和最先进的MVC饮用水制造机工艺技术和废水处理机械生产技术。安徽沃尔威多水科技有限公司饮用水的制作采用当今国际先进工艺MVC饮用水制造机，生产的矿化水品质优良。水处理生产线设备由著名美国J&Y International Enterprise, LLC 设计和提供。水处理设备采用母公司投入先进的膜和蒸发技术, 生产对高难度废水的处理, 回收再用，可以达到节能减排, 零污水排放的目标，该项目属于环境友好型，生产过程无污染环境问题，项目现有高层管理领导3人，高级机械师2人，技术职工50余人，注册会计师1人。公司拥有自己的产品研发团队，销售力量和强大的产品营销网络。第二章 项目背景及可行性一、矿化水项目背景与可行性1、项目背景矿化水最早出现在60年代的美国，是宇航员太空飞行时专用饮用水，故称“太空水”这种水不含任何杂质，水质纯净、无毒、无菌、甘甜可口可直接生饮。七十年代初美国制造矿化水的工厂已达500多家，矿化水多装在桶和饮料瓶中销售。1991年美国桶装水销量达4.25亿加化，比87年增长70%，销售额达20亿美元之多。其它许多国家从80年代开始饮用矿化水，90年代中期，在欧美、日本、东南亚、一些国家和地区的矿化水普及率已达80%以上。中国的矿化水生产开始于90年代初期。1994年生产厂家已发展到100多家，销量接近30万吨；1998年桶装矿化水更是大幅度的增加，且以每年350%的惊人速度递增。中国矿化水市场从无到有，从小到大、从总量快速扩张到结构明显升级，逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的消费市场。一项调查显示，城市居民中已有近30%的人经常饮用矿化水，另有50%的人对矿化水持接爱态度，14%的人抱无所谓态度，而持排斥态度的人仅占6%。我们无法准确估计矿化水市场到底有多么庞大，但一个数据足以让人们瞠目。那就是2005年全国共消耗瓶（桶）装饮用水100亿瓶（桶）。从2006年至2009年，中国瓶（桶）装饮用水产量均在一千多万吨，同比增长14%；2009年全国瓶（桶）装饮用水类累计产量为24755766.64吨，2010年瓶（桶）装饮用水类累计产量为31590309.80吨。毫无疑问，矿化水有着无比巨大的消费市场，许多城市的矿化水市场仍然处于卖方阶段，还有着极大的市场空白点，尤其是很多县级城市甚至还没有当地的矿化水生产厂，由此我们可以看到瓶、桶装矿化水尤其是矿化水生产业，蕴涵着无限的商机。基于这一点安徽沃尔威多水科技有限公司决定投资建设年产5万吨矿化水项目。2、建设的必要性随着，人民生活水平的普遍提高，越来越多的人们开始注重饮水健康。而作为城镇居民的主要饮水-自来水却存在着水源污染和管网污染等问题。尽管各地水厂的技术多数是可以保证其自来水基本符合卫生标准，但由于水源污染的日益严重和城市供水管道的老化、高层水箱的二次污染等，都严重影响着饮用水的质量。据调查，在中国城市居民饮用水能够达到直接生饮的自来水不到2%。国务院为落实江泽民同志的“大力发展饮用水工程，改善市民饮用水质量”的指示精神，号召全民健康，从饮水抓起。矿化水对人体有着诸多的益处，加之矿化水现代、时尚、方便、卫生的饮用特点，使得矿化水正在日渐改变人们的传统饮水观念，饮用矿化水已成为人们健康饮水的标准。矿化水市场呈现殷切、旺盛的需求。随着人们的生活水平的进一步提高，以及国家政策的引导。矿化水市场普及率必然将大幅上升。综上所述，本项目的建设是十分可行的。二、废水处理设备项目的背景与可行性1、项目背景近年来，随着经济社会的飞速发展和人口的增长，我国用水量与日俱增。而随着全球气候和环境的变化，我国水资源的总量正在明显减少，以黄河、淮河、海河和辽河区最为显著，地表水资源量减少17% ，水资源总量减少12% ，其中海河区地表水资源量减少41% ，水资源总量减少25% ；而且水资源相对丰富地区也出现了区域性甚至流域性缺水的现象。据统计，我国目前人均水资源2185 m ，不足世界平均水平的三分之一，一些流域(如海河、黄河、淮河流域人均占有量更低，生态严重恶化的地区已出现河流断流、湖泊干涸、湿地萎缩、绿洲消失。而在水资源日益减少的同时，我国仍存在水资源利用方式粗放、用水效率不高的问题，导致水资源供需矛盾进一步凸显。据统计，我国每天的污水、废水排放量约为110。m 之多，其中城市生活废水约占40% ，工业废水占60% J。而我国工业水重复利用和再生利用程度较低，用水工艺比较落后，用水效率与发达国家有着较大的差距。2005年，我国万元工业增加值用水量为167 m ，工业用水重复利用率约为50%左右；而发达国家万元工业增加值用水量一般在50 m 以下，工业用水重复利用率一般在80% 一85% 以上(美国2000年万元工业增加值用水量不到15 m ，工业用水重复利用率约为945% ，日本万元工业增加值用水量也仅为18m ，工业用水重复利用率达80% 以上)。总体来看，我国现状工业用水重复利用率仅相当于发达国家20世纪80年代初的水平。为解决2l世纪人类将面临的世界性“水荒”做贡献。随着物质文明建设的不断发展，淡水资源的需求量越来越大，产生的废水量也越来越大，意味着对废水处理任务及处理深度的要求也必然加大，这就要求废水处理技术不断吸纳创新，而微波处理技术将是废水处理技术上的一场革命，在此情况下，该公司决定在萧县投资建设目前国际最先进的废水处理生产线。2、项目的可行性随着哥本哈根气候大会的召开以及欧盟颁布ROHS指令，环保新技术研发和大规模采用已成为国际趋势。国外发达国家的城市污水处理系统已进化到第三代，开始向污水资源化转变，即把排水系统的最终物-处理后的出水和污泥变为可利用的资源。作为“十二五”期间的重点发展领域，节能环保产业发展规划目前已基本编制完成。规划将对节能产业、环保产业和循环利用产业提供技术、产品和服务等支持。我们预计，节能环保产业规划将于第二季度出台。作为战略性新兴产业，“十二五”期间国家将在行业政策、税收优惠、资金投入上给予大力支持，行业产值将有更大提高。从规划细节来看，我国将把高效节能技术和装备、高效节能产品、节能服务产业、先进环保技术和装备、环保产品与环保服务六大领域列为重点支持对象，在财政、税收、金融等方面提供政策支持。我们认为，本次的规划对于整个环保产业而言是又一个重要的里程碑，或将打开未来整个产业发展的广阔空间。膜是一种起分离作用的介质，当溶液与膜接触时，在压力等驱动下，某些物质可以透过膜，而另些物质则被拦截，使溶液与溶质被有效分离。MBR技术即利用膜的该种分离作用，以膜分离装置取代常规活性污泥工艺的二沉池、砂滤、消毒等单元，用超(微)滤膜对曝气池出水直接过滤，活性污泥混合液中的悬浮固体完全被截流并回流到反应器中。因此，可以延长污泥龄，提高污泥浓度，降低污泥负荷，加速了微生物对污染物的降解。成倍提高污水处理效率，使出水水质不仅稳定、可靠，而且可以直接达到高品质再生水标准。因此，以膜技术为代表的污水处理技术在环保产业中必将异军突起，将成为未来的投资热点。我们注意到，膜技术完全没有污泥流失，运行不受污泥膨胀影响，操作管理方便，并大大简化了工艺和节省了占地，彻底消除了传统技术的不足。近年来，随着我国一批大规模MBR项目成功建设和运行，许多MBR工程实例证明了该工艺可长期稳定运行，出水水质良好，工程投资收益也较高，标志着我国MBR技术研发、应用规模、工艺集成及先进性跨入国际先进行列。这为MBR技术的应用推广奠定了前所未有的良好基础条件。同时，近年来国内膜材料、膜组器设备的开发生产也取得了新的较大进展。以前国内90%以上的项目使用的是国外膜材料，国产膜材料主要应用于规模较小的项目。目前能够应用于大型工程的膜材料国产化已开始逐步实现，这会更大幅度地降低MBR的投资运营费用，为促进MBR工艺技术的不断优化提供了新的空间，更加有利于MBR技术的广泛应用。目前膜技术的投资在全球处于热点地位，未来将成为投资的新亮点。根据“十二五”规划和相关数据分析显示，到2015年我国污水、固废与脱硫脱硝的建设投资和运营投资分别为5000亿元。垃圾焚烧将达到15万吨/日规模，新建污水处理能力将达到9000万吨/日，污泥处置能力将达到4.7万吨/日，新增污水处理管网有望达20万公里，新增烟气脱硫脱硝装机规模1.8亿千瓦，环保产业的投资将成为新热点。数据显示，截至2009年，我国拥有污水处理厂2950座，日处理能力为1.2亿立方米。“十二五”期间污水处理市场投资机会将主要集中在县城和中小城镇，老旧污水处理项目的升级改造将成为主要潜在市场。目前全国在建的污水处理项目有1900座左右。固废处理方面，截至2009年，全国市政垃圾清运量为1.57亿吨/年，处理量为1.4亿吨/年，目前全国在建的垃圾焚烧厂有100余座。以往我国垃圾处理主要以填埋为主，“十二五”期间，中东部地区将迎来垃圾焚烧发展高潮。脱硫脱硝方面，2009年我国火电装机容量为6.5亿千瓦，烟气脱硫机组容量占煤电机组的比例约为78%。“十二五”规划要求发展环保产品，包括环保材料、环保药剂，重点研发和产业化示范膜材料、高性能防渗材料、脱硝催化剂、固废处理固化剂和稳定剂、持久性有机污染物替代产品等。同时，规划还对资源循环利用产业方面做出要求，要重点发展共伴生矿产资源、大宗工业固体废物综合利用，汽车零部件及机电产品再制造，再生资源回收利用，餐厨废弃物、建筑废弃物、道路沥青和农林废弃物资源化利用，重点解决共性关键技术的环保问题，环保膜生产前景广阔，项目切实可行。第三章 产品市场分析与销售方案一、市场分析（一）石化水市场分析桶装矿化水是指采用自来水或抽取地下水，经过现代工业技术处理而成的矿化水，由灌装生产线灌装得到的产品。由于城市的发展，密集型住宅及办公地点的出现，使桶（瓶）装矿化水有了市场。桶（瓶）装矿化水方便了大众，节约了时间，是一种服务行业的伴生产物。矿化水凭借其现代、时尚、方便、卫生的饮用特点，已成为人们健康饮水的标准。矿化水市场呈现产殷切、旺盛的需求。随着人们的生活水平的进一步提高，以及国家政策的引导。矿化水市场普及率必然将大幅上升，矿化水市场商机也自然凸起。2009年全国桶（瓶）将矿化水总销量为2475.58万吨，较2007年的1811.87吨增长37%。其中，康师傅以403万吨的绝对优势占据第一位；娃哈哈以300多万吨的销量紧随其后；第三、第四位分别是农夫山泉和怡宝，两品牌的销量均超过100万吨。在金融危机的背景下，“喝健康”成为市民的消费的心态。2009年开始，国内的碳酸饮料、果汁市场份额分别下降17%、18%，而桶（瓶）装矿化水市场份额已上升到36.64%。果汁类消费降低，水饮消费上升与百姓生活水平提高有关，饮料的功能是解渴，但幅地中国百姓过去的解渴中还需要味觉的感受，所以选择果汁等。随着生活水平的提高，解渴的观念也发生变化，开由“解馋”回归到解渴，到喝健康。消费者的口味变化带来了桶(瓶)装矿化水的销量上升。（二）废水处理设备市场分析该生产线技术由著名美国J&y International Enterprise, LLC 设计和提供。是目前国际上最先进的废水处理生产线，安徽及周边省分尚未有生产厂家，项目单位年生产能力仅只有12条，应该说产品销售不存在问题。二、营销策略、方案及模式本项目的建设对于提高经营效益，延伸和完善产业链，是十分必要的。1、营销策略首先，采取多种方式宣传企业品牌，扩大品牌知名度和国际、国内市场占有率。其次，注重研究市场需求，研究消费者心理，不断根据市场需求，调整品种、质量、规格、数量结构，由市场决定产品，不断提高市场占有份额，以得到长期、稳定的回报。第三，在始终如一地保证品质的前提下，实行多种促销策略，如有奖促销、薄利多销等。2、产品营销方案与营销模式建立一支职责分明、精干高效，分工协作的销售队伍。采取委托代理等形式发展间接销售网点，最终形成直接销售、间接销售有限结合的销售网络。在巩固扩大国内市场的同时，积极发展国际市场，形成国内、国际两大市场销售网络。第四章 项目建设规模与内容一、项目建设规模项目总占地面积55亩，总建筑面积11400平方米，总投资5000万元人民币。项目建成后年生产矿化水5万吨，废水处理生产线12条，项目年产值2.1亿元人民币。二、项目建设内容（一）土建工程1、生产车间5000平方米2、原料仓库1500平方米3、产品仓库1500平方米4、综合办公楼3000平方米5、职工宿舍500平方米6、食堂200平方米7、其它用房200平方米8、围墙、大门9、场地绿化、硬化、美化及厂区道路10、200米深井一眼（二）设施设备1、矿化水生产设备、设施2、废水处理生产线加工设备、设施3、供电设施、设备4、供水、排水设施、设备5、消防设施、设备6、产品检验设施、设备7、产品研发设施、设备8、综合办公楼装修及办公用品配置9、运输车辆（三）其它1、土地购置费2、项目前期工作费3、流动资金第五章 项目选址与建设条件一、场址所在位置现状1、地点与地理位置项目场址位于萧县经济开发区内。萧县经济开发区地处连霍、合徐两条高速公路朱圩子交汇处，距离徐州仅公里，地理位置和区位优势明显。2、场址土地权属类别及占地面积场址土地权属国有储备工业建设用地，项目占地总面积55亩。3、土地利用现状项目场址已达五通一平，处于可实施建设状态。二、场址建设条件1、自然地理状况萧县位于安徽省最北部，苏、鲁、豫、皖四省交界处，处于淮海经济区腹地，总面积1885平方公里，其中低山丘陵437平方公里，平原1448平方公里。人口138万，辖23个乡镇，257个行政村。萧县位于北纬3356-3429，东经11631-11712，属黄淮海冲击平原，平均海拔32米，河流主属淮河流域。开放的萧县日益显现出其特有的发展优势和巨大的发展潜力。萧县属暖温带大陆性季风气候区，处于北亚热带和暖温带的过渡带，兼有南方和北方的气候特点，一年中总的气候特点是：冬季寒冷，夏季炎热，日照充足，雨量适中，无霜期长，四季分明。常年平均气温14.6。极端最高气温40.5，出现在1988年7月7日。极端最低气温为17.5，出现在1990年2月1日。历年降水平均值790.8毫米，降水日数86.0天；降水集中于6、7、8三个月(汛期)，主汛期为6月中旬后期到7月下旬，历时45天左右。无霜期多年平均206天，初霜日期1 0月31日，终霜日期为4月4日。全年日照时数多年平均值为2118.2小时，光照充沛，日照率为4 8%。萧县区位优势明显，交通便捷。萧县紧靠徐州都市经济圈中心城市徐州市，县城距京航运河30公里、徐州观音机场50公里、连云港出海口260公里，素有“徐州的西大门”之称。萧县东临京沪铁路，陇海、徐阜铁路纵横穿过，连霍、京台两条高速公路在境内交汇，310、311两条国道和三条省道及星罗棋布的县乡道路形成的交通网络与周边地区紧紧相连，承东启西，南引北联，是皖北地区重要的交通枢纽。2、基础设施与已进园项目情况萧县经济开发区于2006年2月经省政府批准设立，为省级开发区。2006年8月，县编委批准成立开发区管委会，行政事业编制15名，管委会下设党政办公室、经济发展局、规划建设局、社会事务局。开发区规划面积（2008-2020年）30平方公里。目前，在建面积4.5平方公里，其中2平方公里核心区基本建成。为给企业提供优质便捷服务，促进开发区整体工作开展，县国土、公安、城建、环保、财政、供电等部门在开发区设立了派驻机构，人员全日制办公。开发区下辖两个行政村，人口约4500人。目前，开发区重点抓好2平方公里起步区及陶瓷和合成革园区基础设施建设。起步区已建成“三纵三横”六条主干道，道路总长约7.5公里，道路给排水、绿化、亮化等附属设施齐全；陶瓷、合成革园区土地平整已经完成。路网工程已完成80%。开发区110千伏闸河变电站已建成投入使用；为方便企业取水，开发区建设了12眼日供水8400立方米的深水井，铺设供水管道6500米；建筑面积4200平方米的开发区综合服务中心于2008年4月份正式启用，为给企业提供一站式服务创造了便利。另外，园区内有线电视、电信、移动通信等全部畅通，信号全覆盖，无盲区。为美化园区环境，保护自然生态，依托闸河，我区建设了长2500米，宽50米的沿河观光休闲带；为提升聚集园区人气，搞活当地商贸物流，开发区商贸城部分工程已建成投入使用。目前开发区已入驻项目30家，其中在建项目20家，投产10家，截至2010年底，项目累计投资总额达30亿元。2010年企业实现年产值1.54亿元，年利税380万元。三、工程地质与水文地质概况1、工程地质、水文地质条件萧县东、西有寒武、奥陶系地质构成。山丘平行延伸两侧，其余均为平原，海拔一般为23.5-32.5米，地势由西北向东南倾斜，坡度为万分之一。北区第四纪地层分布广泛，地基承载力山前地带可达18吨/平方米。地下水层多为石灰岩层隙间水，含水较丰富。项目区最大冻土深度20厘米，地震烈度6度。建设用地的综合自然条件较好。萧县区域大地构造属中淮地台鲁西隆起区南极，区境范围内除寒武系、奥陶系有部分裸露外，其余均为第四系掩盖和低山残丘。本区第四系分布广泛，孔隙水储存于第四系砂层之中，主要大气降水为主补给水源。浅层地下水流向与地形坡降及河流方向一致， 由西北向东南。地下水位升降随季节(降水量)变化，地下水对混凝土无侵蚀作用。2、地震设防地震烈度为6度，历史上未发生过较大地震。地基承载力约为12千牛平方米。3、自然条件对项目建设的影响萧县良好的自然条件为项目建设提供了优越的基础。由于地处暖热带，光照充足，无霜期短，冰冻期更少，项目建设施工期可充分保证。总的来说有利于施工。从工程地质和地形地貌条件来讲，对工程方案影响也较小。萧县能源和建材等资源丰富，无需长途运输，工程建设主要建筑材料（除钢材外）能自给自足，将大大降低工程造价。第六章 技术方案、设备方案与工程方案一、技术方案（一）矿化水工艺技术方案本项目生产工段情况简述：（1）多介质过滤器：吸附及机械隔离作用，用于过滤水中的有机物及胶体等物质。（2）活性炭过滤器：吸附及机械隔离作用，用于过滤水中的有机物及胶体等物质。（3）较化器（离子交换树脂）：交换吸附钙、镁离子，降低水的硬度。使用后的树脂利用NaC1溶液进行再生。（4）精密过滤器：可将水中的某些有机物和细菌截留，被过滤出来的水就基本无菌了。（5）反渗透装置：用于除去水中的杂质离子。（6）臭氧消毒：使用臭氧发生器生产臭氧，对水的瞬间杀毒灭菌。（7）无菌水存储：灌装前在无菌水罐中存放成品水。（8）灌装：将成品水在无菌条件下装进水桶并封盖，保证水的卫生质量。（二）废水处理MBR工艺技术MBR工艺的组成膜生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜生物反应器实际上是三类反应器的总称：曝气膜生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor,AMBR)；萃取膜生物反应器（Extractive Membrane Bioreactor,EMBR）；固液分离型膜生物反应器（Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor,SLSMBR,简称MBR）。 1、曝气膜-生物反应器 曝气膜-生物反应器最早见于Cote.P等1988年报道，采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（BubblePoint）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。2、萃取膜-生物反应器 萃取膜生物反应器又称为EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMB。废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SRT可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。 3、固液分离型膜-生物反应器 固液分离型膜-生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜-生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.53.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题，MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。 4、MBR工艺类型 以下讨论的均为固液分离型膜-生物反应器。根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将膜-生物反应器分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。 分置式膜-生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜-生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高(Yamamoto,1989)，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象(BrockmannandSeyfried,1997)。 一体式膜-生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部。进水进入膜-生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜-生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。 复合式膜生物反应器在形式上也属于一体式膜生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜生物反应器，改变了反应器的某些性状。MBR工艺的组成与许多传统的生物水处理工艺相比，MBR具有以下主要特点：1、出水水质优质稳定 由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。 同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。 2、剩余污泥产量少 该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。 3、占地面积小，不受设置场合限制 生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。 4、可去除氨氮及难降解有机物 由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。 5、操作管理方便，易于实现自动控制 该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。 6、易于从传统工艺进行改造 该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。 膜-生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面： 膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； 膜污染容易出现，给操作管理带来不便； 能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。 膜分离技术及其系统应该第一部分膜分离技术简介膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）：微滤（MF） 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.11微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。超滤（UF） 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。纳滤（NF） 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术， 其截留分子量在801000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在6090%，相应截留分子量范围在1001000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。反渗透（RO） 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。 反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产矿化水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 膜分离的基本工艺原理是较为简单的（参见下图）。在过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液。故膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口。在单位时间（Hr）单位膜面积（m2）透析液流出的量（L）称为膜通量（LMH），即过滤速度。影响膜通量的因素有：温度、压力、固含量（TDS）、离子浓度、黏度等。膜分离操作基本工艺流程：由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变化，节能、体积小、可拆分等特点，使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物，根据有机物的分子量，选择不同的膜，选择合适的膜工艺，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。第二部分膜分离系统应用1、澄清纯化技术超/微滤膜系统澄清纯化分离所采用的膜主要是超/微滤膜，由于其所能截留的物质直径大小分布范围广，被广泛应用于固液分离、大小分子物质的分离、脱除色素、产品提纯、油水分离等工艺过程中。超/微滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降、板框过滤