MBR膜材料

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