MBR膜材料
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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,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从而省掉二沉池。因此,
MBR工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。
与传统的生物处理方法相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能
力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等
优点,是目前最有前途的废水处理新技术之一。
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 MembraneBioreactor, AMBR);②萃
取膜- 生物反应器(Extractive Membrane Bioreactor, EMBR );
③固液分离型膜- 生物反应器(Solid/Liquid Separation
Membrane Bioreactor, SLSMBR, 简称MBR )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。
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。目前主要有以下几种形式:
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> 。
表:各种膜组件特性
名称/ 项目中空纤
毛细管式螺旋卷式平板式圆管式
维式
价格(元/m 3 )40~150 150~800 250~800 800~2500 400~1500
冲填密度高中中低低
清洗难易中易易
压力降高中中中低
可否高压操作可否可较难较难
膜形式限制有有无无无
三、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。
四、MBR原理:
其主要原理是利用微滤膜代替二沉池,提高泥水分离效率;通过膜的高效截留作用, 将悬浮物完全截留在生物反应器中, 提高膜生物
反应器(MBR)内活性污泥的浓度, 延长污泥停留时间, 极大的提高生化处理效率; 同时降低F/M比值. 有助于减少剩余污泥产量( 甚至达到污泥零排放), 减少污泥处理费用。
五、用途:
城市污水与生活污水的处理与回用