膜基础知识（膜生物反应器污水处理技术）.doc

膜生物反应器的类型： 从工艺上划分，MBR有三种类型 固-液分离膜生物反应器：用于固体的分离与截留，取代传统的沉淀池 氧气传质膜生物反应器：用于在反应器中进行无泡曝气 萃取膜生物反应器：从工业污水中萃取优先污染物，而这些污染物质采用常规生物工艺无法进行处理。 膜组件与生物工艺的结合上分：侵没式（一体式）MBR和外置式（分体式）MBR 从对氧气的需求方面分：好氧MBR和厌氧MBR 膜生物反应器的优点 不同MBR的优点和缺点 反应器 优点 缺点 膜分离生物 反应器 占地面积小 彻底去除出水中的固体物质 出水无须消毒 COD、固体和营养物可以在一个单元内被去除 高负荷率 低/零污泥产率 流程启动快 系统不受污泥膨胀的影响 模块化/升级改造容易 曝气受到限制 膜污染 膜价格高 膜曝气生物 反应器 氧利用率高 能量利用率高 占地面积小 氧需要量可以在供氧时控制 模块化/升级改造容易 膜易于污染 基建投资大 无实际工程实例 工艺复杂 萃取膜生物 反应器 可处理有毒工业废水 出水流量小 模块化/升级改造容易 细菌与废水隔离 基建投资大 无实际工程实例 工艺复杂 膜 膜的定义：膜可以看做是一种材料，这种材料能让某种物质比其他物质更容易通过。膜的这种性质奠定了膜分离的基础。 膜的结构和分类 膜制造的主要目标是生产这样一种材料：具有足够的机械强度，能维持高的膜通量，还要具有高的选择度。膜孔的密度增大，膜通量也增大，表明材料的空隙率越高越好。膜的整体阻力与其厚度成正比。膜孔径尺寸分布越宽，膜的选择度越差。因此，任何膜的最佳物理结构都应当是：膜材料的厚度要薄，孔径尺寸分布要窄，表面空隙率要高。 从实现物质分离的方式分：致密膜和有空膜 致密膜的分离在某种程度上是通过透过组分与膜的膜材料之间的物理—化学反应实现的，它的选择度最高。 多孔膜是通过物理作用实现分离的（即通过筛分作用） 根据膜材料的组成对膜进行分类：有机膜（聚合物）和无机膜（陶瓷和金属） 水处理中的致密膜和有空膜 致密膜 有空膜 膜分离过程 反渗透（RO，又称为高滤） 超滤（UF） 利用溶解度的不同、水（溶剂）与溶解物质（溶质）在水中的扩散速率的不同（如EMBR中）而进行分离 利用尺寸大小的不同来进行溶解性大分子以及悬浮胶体颗粒的分离 电渗析（ED） 微滤（MF） 采用离子交换膜，利用溶质离子的大小、电荷以及电荷密度的不同而进行分离 利用尺寸大小的不同从水中分离悬浮固体（主要用于MBR中来进行固体分离以及EMBR中进行曝气） 纳滤（NF） 曾经被称为“疏松型反渗透”，利用电荷斥力、溶解度-扩散特性和筛分等几方面的性质来进行分离 膜材料 聚合物 聚合物和无机材料 膜的构型 膜的几何形状，或者说它形成的方式，是决定整个工艺性能的关键。另外需要实际考虑的是单片膜本身组成的方式。单片膜的最佳几何形状，或者说其构型，应具有以下特点： 膜面积与膜组件的体积比高； 进料侧具有高的湍流度以促进传质效果； 单位产水量能耗低； 单位膜面积造价低； 方便清洗的设计； 设计上允许模块组装。 目前在膜工艺中主要有六种各具优缺点的膜组件形式，构型或采用平板形式，或采用圆柱形式。它们包括： 褶裥式卡式膜组件； 板框式膜组件； 螺旋卷式膜组件； 管式膜组件； 毛细管式膜组件； 中空纤维式膜组件。 膜的构型 构型 面积/体积 /(m2/m3) 价格 湍流度 优点 缺点 应用（最重要的先列出） 褶裥式卡式膜组件 800~1000 低 非常差 结构好、设计紧凑 容易污染，无法清洗 死端MF 板框式膜组件 400~600 高 一般 可以拆卸清洗 ED、UF、RO 螺旋卷式膜组件 800~1000 低 差 能耗低 RO、UF管式膜组件 20~30 非常高 非常好 容易机械清洗、可以耐受高TSS污水 错流过滤、高TSS出水 毛细管式膜组件 600~1200 低 好 介于管式和中空纤维式之间 UF中空纤维式膜组件 5000~40000 非常低 非常好 可以反冲洗、设计紧凑、可耐受高浓度胶体 对压力冲击敏感 MF、ROμm 20 94.5 92.7 60.9 98.9 88.5 0.22 20 30 99 96.9 99.9 99.2 96.6 0.27 3.5