MBR膜的分類
膜的分類依據及分類:
1、 MBR 膜材質
A、高分子有機膜材料: 聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有機膜成本相對較低,造價便宜,膜的制造工藝較為成熟,膜孔徑和形式也較為多樣,應用廣泛,但運行過程易污染、強度低、使用壽命短。
B、無機膜 :是固態膜的一種,是由無機材料,如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等制成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的無機膜多為陶瓷膜,優點是:它可以在 pH = 0~14、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃的環境中使用,其通量高、
能耗相對較低,在高濃度工業廢水處理中具有很大競爭力;缺點是:造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。
2、 MBR 膜孔徑
MBR 工藝中用膜一般為微濾膜( MF )和超濾膜( UF ),大都采用 0.1~ 0.4 μ m 膜孔徑,這對于固液分離型的膜反應器來說已經足夠。
微濾膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超濾常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈( PAN )、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等。
3、 MBR 膜組件
為了便于工業化生產和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內實現最大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設備內,在一定的驅動力下,完成混合液中各組分的分離,這類裝置稱為膜組件( Module )。
工業上常用的膜組件形式有五種:
板框式( Plate and Frame Module )、螺旋卷式 (Spiral Wound Module)、圓管式 (TubularModule) 、
中空纖維式 (Hollow Fiber Module) 和毛細管式(Capillary Module)。前兩種使用平板膜,后三者使用管式膜。
圓管式膜直徑>10mm; 毛細管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式<0.5mm> 。
MBR 工藝中常用的膜組件形式有:板框式、圓管式、中空纖維式。
A、板框式:
是 MBR 工藝最早應用的一種膜組件形式,外形類似于普通的板框式壓濾機。優點是:制造組裝簡單,操作方便,易于維護、清洗、更換。缺點是:密封較復雜,壓力損失大,裝填密度小。
B、圓管式:
是由膜和膜的支撐體構成,有內壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多采用內壓型,即進水從管內流入,滲透液從管外流出。膜直徑在 6~24mm 之間。圓管式膜優點是:料液可以控制湍流流動,不易堵塞,易清洗,壓力損失小。缺點是:裝填密度小。
C、中空纖維式:
外徑一般為 40 ~ 250 μm ,內徑為 25 ~ 42μm 。優點是:耐壓強度高,不易變形。在 MBR中,常把組件直接放入反應器中,不需耐壓容器,構成浸沒式膜 -生物反應器。一般為外壓式膜組件。優點是:裝填密度高;造價相對較低;壽命較長,可以采用物化性能穩定,透水率低的尼龍中空纖維膜;膜耐壓性能好,不需支撐材料。缺點是:對堵塞敏感,污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。
D、MBR 膜組件設計的一般要求:
a、對膜提供足夠的機械支撐,流道通暢,沒有流動死角和靜水區;
b、 能耗較低,盡量減少濃差極化,提高分離效率,減輕膜污染;
c、 盡可能高的裝填密度,安裝,清洗、更換方便;
d、 具有足夠的機械強度、化學和熱穩定性。
膜組件的選用要綜合考慮其成本,裝填密度、應用場合、系統流程、膜污染及清洗、使用壽命等。