膜的選擇
現(xiàn)有膜可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種。
(1)高分子有機(jī)膜材料: 聚烯烴類(lèi)、聚乙烯類(lèi)、聚丙烯腈、聚砜類(lèi)、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有機(jī)膜成本相對(duì)較低,造價(jià)便宜,膜的制造工藝較為成熟,膜孔徑和形式也較為多樣,應(yīng)用廣泛,但運(yùn)行過(guò)程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。
(2)無(wú)機(jī)膜 :是固態(tài)膜的一種,是由無(wú)機(jī)材料,如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無(wú)機(jī)高分子材料等制成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的無(wú)機(jī)膜多為陶瓷膜,優(yōu)點(diǎn)是:它可以在 pH = 0~14 、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃ 的環(huán)境中使用,其通量高、能耗相對(duì)較低,在高濃度工業(yè)廢水處理中具有很大競(jìng)爭(zhēng)力;缺點(diǎn)是:造價(jià)昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。
由于較高的投資成本限制了無(wú)機(jī)膜生物反應(yīng)器在我國(guó)的廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)MBR系統(tǒng)普遍采用有機(jī)膜。常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式MBR通常采用超濾膜組件,截留分子量一般在2~30萬(wàn)。截留分子量越大,初始膜通量越大,但長(zhǎng)期運(yùn)行膜通量未必越大。張洪宇進(jìn)行無(wú)機(jī)膜的通量衰減試驗(yàn)表明:孔徑0.2μm的膜比0.8 μm的膜更適合于MBR。何義亮用PES平板膜組件進(jìn)行膜通量衰減規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn):在該試驗(yàn)條件下,膜初始通量衰減主要是由于濃差極化引起,膜截留分子量愈小,通量衰減率愈大;膜長(zhǎng)期運(yùn)行的通量衰減主要是由于膜污染引起,膜截留分子量愈大,通量衰減幅度愈大,化學(xué)清洗恢復(fù)率愈低。
對(duì)于淹沒(méi)式MBR,既可用超濾膜,也可使用微濾膜。由于膜表面的凝膠層也起到了過(guò)濾作用,在處理生活污水時(shí),微濾膜與超濾膜的出水水質(zhì)沒(méi)有明顯差別,因此淹沒(méi)式MBR多采用0.1~0.4 μm微濾膜。
為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi),在一定的驅(qū)動(dòng)力下,完成混合液中各組分的分離,這類(lèi)裝置稱(chēng)為膜組件( Module )。工業(yè)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 (Tubular Module) 、中空纖維式 (Hollow Fiber Module) 和毛細(xì)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(xì)管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式 <0.5mm> 。
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