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MBR处理工艺:结构、膜组件、设计、应用及展望

北极星环保网来源:污水处理工作室2019/12/30 10:41:17我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:MBR 膜生物反应器 活性污泥

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:

(1)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;

(2)膜污染容易出现,给操作管理带来不便;

(3)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。

3工艺用膜

膜可以由很多种材料制备,可以是液相、固相甚至是气相的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜;根据材料不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是微滤级别膜。

膜可以是均质或非均质的,可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。

膜的分类依据及分类:

1膜材质

1、高分子有机膜材料:聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。

有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。

2、无机膜:是固态膜的一种,是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。

目前在MBR中使用的无机膜多为陶瓷膜。优点是:它可以在pH=0~14、压力P<10MPa、温度<350 ℃的环境中使用,其通量高、能耗相对较低,在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是:造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。

2膜孔径

MBR 工艺中用膜一般为微滤膜(MF)和超滤膜(UF),大都采用0.1~0.4μm膜孔径,这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。

微滤膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。

超滤常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。

3膜组件

微信图片_20191230092028.jpg

为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,在单位体积内实现最大的膜面积,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件(Module)。

工业上常用的膜组件形式有五种:

板框式、螺旋卷式、圆管式、中空纤维式和毛细管式。前两种使用平板膜,后三者使用管式膜。圆管式膜直径>10mm;毛细管式0.5~10.0mm;中空纤维式<0.5mm。

附表:各种膜组件特性

微信图片_20191230092007.jpg

MBR 工艺中常用的膜组件形式有:板框式、圆管式、中空纤维式。

延伸阅读:

垃圾渗滤液的MBR工艺详解

12个MBR膜工艺经典流程图

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