MBR膜定义
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什么是MBR帘式膜
2020年5月27日
MBR膜一般应用于膜生物反应器(MBR)工艺中。
膜生物反应器(MBR)技术与传统活性污泥法技术一样,原水中的有机物最终都是通过微生物而进行分解,FR-MBR膜主要起到分离生化后水和污泥的作用,所以在设计前也需要充分考虑待处理废水的可生化性、进水水质、出水要求等因素,然后确定合适的工艺和相关的设计参数。
对于大型的高抗污染FR-MBR膜应用项目,特别是针对成份复杂的工业废水,在确定工艺和设计参数前,最好通过足够的小试或中试试验来进行摸索和验证。
MBR膜组件:
主要功能为收集MBR 系统的产水及膜组件的曝气:
1. 高抗污染FR-MBR膜:滤膜平均孔径为0.03μm ,材质为带内衬增强型PVDF膜丝
2. 集水总管:将每片FR-MBR膜的产水收集,成套组件集成后预留1个法兰或者外丝出水口。
3. 曝气总管及支管:穿孔曝气管,主要功能气水混合、冲刷膜表面、减缓或防止膜污染及提供生化需氧。
1片膜底部对应1支曝气管,支管汇集于总管,成套组件集成后预留1个法兰或者外丝进气口。
4. 膜出水内丝接头和膜片闷盖:出水内丝接头用于和集水管外丝接头连接;
5. 膜片闷盖:用于封堵膜片多余出口
6. 吊耳:用于吊装膜组件。
MBR专用膜材料一、市场:经过近三十年的发展,膜生物反应器 (Membrane bioreactor, MBR)已成为城市污水和工业废水的处理和回用方面一种很有吸引力和竞争力的选择,并被视为“最佳实用技术(Best Available Technology)”。
目前,全世界投入运行或在建的MBR系统已超过2500套。
1998年,欧洲第一个大型MBR城市污水处理厂——英国Porlock污水处理厂投入运行。
截止到2006年,欧洲已有100多座服务人口大于500人的MBR城市污水处理厂投入运行。
在北美地区,20世纪90年代中期之前,由于能耗较高,MBR仅限于小型城市污水厂的应用。
随着浸没式MBR的出现,MBR在城市污水处理中的应用得以迅速发展。
截止到2005年,北美地区已有219个MBR城市污水处理工程,其中17个的处理规模超过10,0003/d。
MBR在东亚地区工业废水的处理中增长非常迅速。
自20世纪70年代以来,日本已建成了150余座MBR工业废水处理项目。
在中国和韩国,MBR也开始得到广泛应用。
中国的MBR技术市场是世界增长最快的领域和地区之一。
2004年,我国MBR技术项目的市场份额约为4000万元;2005年MBR技术项目的市场份额约为2.7亿元;2006年MBR技术项目的市场份额约为4.5亿元;2007年约为9亿元。
MBR在中国已经成功应用于食品、石化、印染、啤酒、烟草等工业废水的处理,建设了数个万吨级的MBR工业废水处理工程。
当前,我国已经成为世界MBR工程应用增长最快的国家,特别是自2005年以来,新建大中型MBR的处理量年增长率均大于100%。
据估计,我国今后5年内膜生物反应器技术产业将以50-100%的年增长率高速发展,大大高于国际平均增长率。
二、定义:MBR工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术,也称膜分离活性污泥法。
它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。
一、膜生物反应器简介膜生物反应器(MBR)是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术,也称作膜分离活性污泥法。
最早出现在20世纪70年代,目前在世界范围内得到广泛应用。
膜生物反应器(MBR)用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离。
一方面,膜截留了反应池中的微生物,使池中的活性污泥浓度大大增加,达到很高的水平,使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水。
不管被处理的污水类型如何,也不管采用何种商业化的MBR工艺,对于所有的好氧MBR工艺而言,都能获得非常高质量的出水水质。
所有MBR的共同特点是:有机物与营养物质的高速度和高效率去除、固体物质完全去除、优良的消毒特性以及占地面积小。
膜生物反应器(MBR)由膜的使用状况不同分为内置式和外置式两种。
内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中,直接从膜元件中抽出净水,而外置式则是用泵将生物反应池的水通过膜组件进行错流过滤循环,得到洁净的透过水。
内置式膜反应器由于操作压力低,使用的膜面积较大,而外置式膜生物反应器由于是在泵的压力下大流量循环错流过滤,膜的通量较大,使用的膜面积较小,但动力消耗较大。
目前,世界上投入运营的膜生物反应器大约有55%是内置式的。
我公司生产的FP系列帘式膜组件是专门适用于内置式膜生物反应器的膜组件。
而MOF系列膜组件则是外置式膜生物反应器的首选组件。
本手册是专门讲述FP系列膜组件的使用说明。
二、中空纤维帘式膜组件专用于MBR 的FP 系列膜组件由于外形象门帘而被称为帘式膜,是由中空纤维微滤膜、集水管、树脂槽及封端树脂浇铸而成的膜分离单元。
2.1产品分类、型号2.2技术要求2.2.1 中空纤维帘式膜组件性能见表1。
中 空 纤 维 帘 式 膜 组 件膜面积代号、Ⅰ膜面积12.5m 2Ⅱ膜面积20m 2、Ⅳ膜面积25m 2型号代号:A 标准型 T 非标准型帘式膜代号FP表12.2.2 中空纤维帘式膜外观应清洁,无断膜,浇铸面与浇铸槽口基本相平。
mbr膜工作原理MBR膜工作原理概述MBR膜(Membrane Bioreactor)是一种利用微孔膜过滤技术和生物反应器处理废水的技术。
它将传统的活性污泥法和微孔膜过滤技术相结合,使得废水处理效果更好、更稳定。
一、MBR膜的组成和分类MBR膜主要由微孔膜、支撑材料和气体分配系统组成。
根据不同的材料,MBR膜可以分为有机膜和无机膜两种类型。
无机膜主要由陶瓷、玻璃纤维等材料制成,具有较高的耐化学性能和抗污染能力;有机膜则主要由聚酰胺、聚乙烯等材料制成,具有较高的通透性。
二、MBR膜工作原理1. 生物反应器阶段废水首先进入生物反应器,其中含有大量的微生物。
这些微生物通过吞噬有机废物来进行代谢,并将其转化为二氧化碳和水等无害物质。
在此过程中,微生物会产生大量的胞外多聚物(EPS),这些物质会附着在微孔膜的表面上,形成一层生物膜。
2. 微孔膜阶段废水经过生物反应器后,进入微孔膜阶段。
此时,废水中的悬浮颗粒和胞外多聚物等杂质会被微孔膜过滤掉,而水分子和溶解性有机物则可以通过微孔膜进入下一步处理。
由于微孔膜具有较高的通透性,因此可以有效地去除废水中的悬浮颗粒和胞外多聚物等杂质。
3. 清洗阶段当微孔膜表面积累了足够多的污垢时,需要进行清洗。
清洗方式主要有化学清洗、气体冲洗、超声波清洗等方法。
其中,化学清洗是最常用的方法之一,其原理是利用酸碱溶液等化学试剂将污垢分解并溶解掉。
三、MBR膜的优缺点1. 优点:(1)去除效果好:MBR膜能够有效地去除废水中的悬浮颗粒和胞外多聚物等杂质,使得出水质量更好。
(2)占地面积小:由于MBR膜的处理效果优秀,因此可以大大减少废水处理厂的占地面积。
(3)运行稳定:MBR膜的生物反应器和微孔膜阶段相结合,使得废水处理过程更加稳定。
2. 缺点:(1)成本较高:MBR膜的制造和维护成本较高,需要投入大量资金。
(2)易受污染:由于MBR膜表面附着有生物膜,因此容易受到污染和堵塞。
四、MBR膜在实际应用中的案例目前,MBR膜已经广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、海水淡化等领域。
mbr膜原理Mbr膜原理。
膜生物反应器(MBR)是一种集生物反应器和膜分离技术于一体的污水处理设备。
膜生物反应器通过膜分离技术,将生物反应器和固液分离两个功能集成在一个设备中,广泛应用于污水处理领域。
而MBR膜作为膜生物反应器的核心部件,其原理和性能直接影响着整个污水处理系统的效果。
下面将从MBR膜的原理入手,详细介绍其工作原理和特点。
MBR膜的原理主要包括膜污染机理和膜通量控制两个方面。
首先是膜污染机理,膜生物反应器中的膜污染主要包括物理污染和生物污染两种形式。
物理污染是指悬浮固体、胶体颗粒和有机胶体等颗粒物质在膜表面或孔隙中沉积和堵塞,导致膜的通量下降和通气阻力增加。
而生物污染则是指微生物的生长和胞外聚合物的产生,也会导致膜的污染和通量下降。
其次是膜通量控制,膜生物反应器中的膜通量主要受到压力、流速、水质和操作方式等因素的影响。
通过合理控制这些因素,可以有效延缓膜的污染和提高膜的使用寿命。
MBR膜的工作原理主要包括微孔膜和超滤膜两种类型。
微孔膜是指孔径在0.1-10微米之间的膜,其主要作用是截留悬浮固体、胶体颗粒和有机胶体等颗粒物质,使其无法通过膜孔,从而实现固液分离。
而超滤膜则是指孔径在0.01-0.1微米之间的膜,其主要作用是截留微生物、胞外聚合物和溶解性有机物等物质,实现固液分离和去除有机物。
通过这两种类型的膜的组合应用,可以实现对污水中各种颗粒物质和有机物质的高效去除和固液分离。
MBR膜的特点主要包括高效固液分离、出水水质稳定、占地面积小、操作维护方便等几个方面。
首先是高效固液分离,MBR膜具有较高的截留效率和固液分离效果,可以有效去除污水中的悬浮固体、胶体颗粒和有机胶体等颗粒物质,从而提高出水水质。
其次是出水水质稳定,MBR膜可以有效去除微生物、胞外聚合物和溶解性有机物等物质,使出水水质稳定可靠。
再者是占地面积小,MBR膜设备采用膜分离技术,可以大大减小处理设备的占地面积,适合于场地狭小的地方。
mbr膜工作原理Mbr膜工作原理。
膜生物反应器(MBR)是一种集生物反应器和膜分离技术于一体的污水处理设备,其核心部分就是膜生物反应器膜(MBR膜)。
MBR膜工作原理是指在MBR系统中,膜作为生物反应器的分离膜,起着过滤和分离污水中悬浮物和微生物的作用。
MBR膜的工作原理可以分为以下几个方面来进行解释:首先,污水处理过程中,污水通过进水管道进入MBR反应器,经过初沉池等预处理设备后,进入生物反应器。
在生物反应器中,微生物通过生物附着在膜表面,形成生物膜。
当污水通过膜表面时,微生物和悬浮物会被截留在膜表面,而清水则通过膜孔进入收水管道。
其次,MBR膜的微孔结构是其能够实现高效固液分离的关键。
膜的微孔大小通常在0.1微米左右,比细菌和病毒的尺寸要小得多,因此可以有效地截留微生物和悬浮物,从而实现高效的固液分离效果。
再次,膜的自洁功能也是MBR膜工作原理的重要部分。
在膜表面,微生物会形成生物膜,但随着时间的推移,生物膜的厚度会逐渐增加,从而影响膜的通透性。
为了解决这一问题,MBR膜通常会采用物理或化学的方式进行清洗,以保持膜的通透性和稳定的处理效果。
最后,MBR膜的工作原理还包括膜的通透性和稳定性。
膜的通透性是指膜对水分子的透过能力,而膜的稳定性则是指膜在长时间运行过程中的稳定性和耐久性。
为了保证MBR膜的通透性和稳定性,通常会采用优质的材料和先进的制造工艺,以确保膜在污水处理过程中能够长时间稳定运行。
总的来说,MBR膜的工作原理是通过膜的微孔结构和生物膜形成,实现对污水中微生物和悬浮物的高效固液分离,同时通过膜的自洁功能和稳定性,保证膜在长时间运行过程中的稳定性和处理效果。
这种膜分离技术不仅能够高效处理污水,还可以减少设备占地面积,降低运行成本,因此在污水处理领域具有广阔的应用前景。
mbr膜的初始压差摘要:一、引言二、mbr膜的概述三、mbr膜的初始压差定义及影响因素四、mbr膜初始压差的作用五、结论正文:一、引言MBR(Membrane Bioreactor,膜生物反应器)是一种将生物处理和膜分离技术相结合的废水处理技术。
在MBR过程中,膜的性能对处理效果起着关键作用。
其中,mbr膜的初始压差是一个重要的参数。
本文将对此进行详细介绍。
二、mbr膜的概述MBR膜是一种具有微孔结构的膜,其微孔尺寸在0.1~10微米之间。
这种膜可以选择性地让水分子和某些小分子物质通过,而阻止大分子物质和悬浮颗粒通过。
在MBR过程中,膜起到了固液分离的作用,使得污泥和处理水可以分离,从而达到净化水质的目的。
三、mbr膜的初始压差定义及影响因素初始压差是指在MBR运行初期,由于膜表面和内部的物质分布不均匀,使得膜的通量较低,需要通过增加跨膜压差来提高通量。
mbr膜的初始压差主要受以下因素影响:1.膜材料:膜材料的性质直接影响膜的通量和稳定性。
2.膜结构:膜结构的微孔尺寸和形状会影响膜的过滤性能。
3.操作条件:包括温度、pH值、溶液浓度等因素,这些因素会影响膜的通量和稳定性。
四、mbr膜初始压差的作用MBR膜的初始压差在MBR运行过程中具有重要作用:1.促进膜表面物质分布均匀:初始压差可以帮助膜表面的物质更好地分布均匀,降低膜表面的浓度梯度,从而提高膜的通量。
2.防止膜污染:初始压差可以防止大分子物质和悬浮颗粒在膜表面沉积,减少膜污染的风险。
3.保护膜性能:初始压差可以降低膜表面的剪切力,保护膜的微孔结构,延长膜的使用寿命。
五、结论MBR膜的初始压差是影响MBR运行效果的重要参数。
了解其定义和影响因素,有助于我们更好地掌握MBR膜的性能,从而提高MBR处理技术的应用效果。
膜的基础知识方案中心一、膜技术概述:膜过程是一门新兴的多种学科交叉的新技术,已经成为工业上气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化的重要过程,广泛应用于食品、饮料加工、水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等。
膜从广义上讲可以定义为两相之间的一个不连续区间,它可以是固相,液相,甚至气相的。
从分离的意义上来讲,膜可以定义为: Membranes are thin barriers across which physical and/or chemical gradients can be established to produce differential flows of one or more components 。
大多数的分离膜都是固体膜,目前,无论是从产量、产值、品种、功能或是应用对象上来讲,固体膜都占 99% 以上,其中尤以有机高分子聚合物材料制备成的膜和其过程为主。
无机膜近年来发展迅速。
液膜也有其特点,但尚待发展。
物质选择透过膜的推动力可分为两类:一是外界能量,物质发生由低位到高位的转移;二是化学位差,物质由高位向低位转移。
膜分离过程的特点:高效;能耗(功耗)低;膜分离设备操作维护方便,运行稳定;规模和处理能力范围很大。
二、膜材料与膜组件1.膜材料及分类具有分离功能的固体膜目前主要以有机高分子聚合物为膜材料。
以无机膜为膜材料的分离膜近年来发展迅速。
膜的分类主要有四种方法:膜的分类主要有四种方法按膜的结构分类按膜的用途分类按膜的作用机理分类天然膜多孔膜气相系统中用膜吸附性膜合成膜微孔介质气 - 液系统中用膜扩散性膜无机膜大孔膜液 - 液系统用膜离子交换膜高分子膜非多孔膜气 - 固系统用膜选择渗透膜无机膜液 - 固系统用膜非选择性膜聚合物膜固 - 固系统用膜液膜2.膜组件膜面积愈大,单位时间透过量愈多,因此,当膜分离技术实际应用时,要求开发在单位体积内具有最大膜面积的组件。
膜生物反应器(MBR)被认为是污水处理和回用工艺中最有前途的工艺之一然而 ,膜生物反应器的主要局限是由于膜污染造成的通量的显著减少。
由于膜生物反应器对微生物来说是一个封闭的系统,使得其中的微生物产物积累,成为影响出水水质及膜污染的重要因素 ,因此对微生物产物的研究是膜生物反应器研究的一个重点内容。
图1 M B K 实验装胃一、 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:① 曝气膜-生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor,AMBR); ② 萃取膜 -生物反应器 (ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ); ③ 固液分 离型膜-生物反应器( Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR,简称 MBR)。
二、 曝气膜-生物反应器图[1]AMBR 原理示意图曝气膜-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 (BubblePoi nt)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。
如图[1]640 UI II II«所示。
三、 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。
mbr膜的工作原理
MBR是英文“MembraneBio-Reactor”的缩写,中文翻译为膜生物反应器,是一种将活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。
MBR膜生物反应器,利用超滤膜分离与活性污泥法相结合,使污水中的悬浮固体、胶体物质、有机物和微生物等得到有效去除。
MBR膜生物反应器是由超滤膜、二次滤网、活性炭过滤器和精密过滤器组成的,利用压力差驱动,在一定的运行条件下,实现固液分离的新型水处理装置。
MBR是一种新颖的污水处理技术,它兼有生物处理技术和物理化学处理技术的优点。
它把污水中的悬浮物质、胶体物质、细菌、病毒等污染物经过特殊设计的过滤分离装置分离出来,通过自然蒸发或加热从水中除去,从而达到净化水质和回收有用物质的目的。
MBR具有占地面积小、出水水质好、抗污染能力强、操作简单方便等优点。
MBR与传统活性污泥法相比较, MBR 具有高效去除悬浮物(SS)、有机物(COD)和微生物等功能,且能有效地控制污泥膨胀。
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膜生物反应器(MBR)被认为是污水处理和回用工艺中最有前途的工艺之一然而,膜生物反应器的主要局限是由于膜污染造成的通量的显著减少。
由于膜生物反应器对微生物来说是一个封闭的系统,使得其中的微生物产物积累,成为影响出水水质及膜污染的重要因素,因此对微生物产物的研究是膜生物反应器研究的一个重点内容。
一、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:①曝气膜- 生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;②萃取膜- 生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR );③固液分离型膜- 生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称MBR )。
二、曝气膜- 生物反应器图[1]AMBR原理示意图曝气膜-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(Bubble Point)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。
如图[1]所示。
三、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 。
其工艺流程见图2。
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。
四、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 1.5~3.5g/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。
五、MBR 工艺类型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。
分置式和一体式的MBR 请参见图3 。
分置式膜- 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置,如图3所示。
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( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。
一体式膜- 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部,如图4 所示。
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,如图 5 所示:六、MBR 工艺的特点与许多传统的生物水处理工艺相比,MBR 具有以下主要特点:一、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。
二、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。
三、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。
四、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。
五、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。
六、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:o 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;o 膜污染容易出现,给操作管理带来不便;o 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。
七、MBR 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:一、MBR 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。
二、MBR 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 ~0.4 μ m 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、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。
三、MBR 膜组件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(Plate and Frame Module )、螺旋卷式(Spiral Wound Module) 、圆管式(TubularModule) 、中空纤维式(Hollow Fiber Module) 和毛细管式(Capillary Module)。
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> 。
内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出。
膜直径在6~24mm 之间。
圆管式膜优点是:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小。
缺点是:装填密度小。
中空纤维式:组装形式如下图所示:[ 图]柱形中空纤维膜外径一般为40 ~250 μm ,内径为25 ~42μm 。
优点是:耐压强度高,不易变形。
在MBR中,常把组件直接放入反应器中,不需耐压容器,构成浸没式膜-生物反应器。
一般为外压式膜组件。
优点是:装填密度高;造价相对较低;寿命较长,可以采用物化性能稳定,透水率低的尼龙中空纤维膜;膜耐压性能好,不需支撑材料。
缺点是:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。