益科普|MBR介绍

MBR含义及工作原理

MBR为膜生物反应器(MembraneBio-Reactor)的简称,是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术,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,省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能,使活性污泥浓度大大提高,其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。


MBR工艺分类



1、 分置式 

膜组件和生物反应器分开设置。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。


2、 一体式 

膜组件置于生物反应器内部,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,再在负压作用下由膜过滤出水。


3、 复合式 

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。



 

MBR膜材质介绍

目前MBR膜组件中使用量较大的只有聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)和聚丙稀(PP)。其中聚偏二氟乙烯(PVDF)由于其优良的物理和化学性能(强度和耐腐蚀性)在国内和国外用量均最大。

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

微滤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(PS)、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

PVDF(聚偏氟乙烯)材质中空纤维膜,PVDF是一种氟化聚合物,具有300万~400万的分子量,有很强的物理强度和化学稳定性

陶瓷膜主要是A12O3Zr02Ti02Si02等无机材料制备的多孔膜,其孔径为0.1-50μm。具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂,机械强度大,可反向冲洗,抗微生物能力强,耐高温,孔径分布窄,分离效率高等特点。陶瓷膜与同类的有机高分子膜相比具有许多优点:它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨,对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力,其主要缺点就是价格昂贵目,制造过程复杂。


膜组件

1、 中空纤维膜

中空纤维具有高压下不变形的强度,勿需支撑材料。把大量(多达几十万根)中空纤维膜装入圆筒型耐压容器内。纤维束的开口端用环氧树脂铸成管板。外径一般为40~250μm,内径为25~42μm。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:装填密度高,一般可达16000-30000m2/m3;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,不需要支撑材料。

缺点:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响,压力降较大;再生清洗困难;原料的前处理成本高。


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2、 管状膜

由膜和膜的支撑体构成,有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出。膜直径在6~24mm之间。管状膜被放在一个多孔的不锈钢、陶瓷或塑料管内,每个膜器中膜管数目一般为4-18根。管状膜目前主要有烧结聚乙烯微孔滤膜、陶瓷膜、多孔石墨管等,价格较高,但耐污染且易清洗。尤其对高温介质适用。

优点:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小。

缺点:装填密度小,一般低于300m2/m3


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