膜组件
为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件(Module)。
工业上常用的膜组件形式有五种:
板框式(Plate and frame Module)、螺旋卷式(Spiral Wound Module)、圆管式(Tubular Module)、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。MBR又称为膜生物反应器,一般情况下,MBR膜分为两部分,一是支承层,另一部分是覆盖在支撑管表面的膜组分。
MBR膜生物反应器在MBR污水处理和MBR中水回用工程的应用中具有以下十分突出的优点:
1) MBR膜生物反应器的污染物去除率高,处理出水水质好;
2) MBR膜生物反应器的污泥浓度高,装置容积负荷大,占地面积小;
3) MBR膜生物反应器有利于增殖缓慢或提高微生物的截留,提高系统的硝化效果和对难降解有机物的处理能力;
4) MBR膜生物反应器的剩余污泥产生量低;
5) MBR膜生物反应器易于实现自动控制,操作管理方便;
6)经处理后排放水SS和浊度都接近于零,可实现回用。
平板膜元件由滤膜、导流布及导流板组成,在导流板的顶部设有一个抽吸口,膜池中的活性污泥被阻隔在膜元件的外部,过滤后的水通过膜元件抽吸口在负压作用下被抽出。其材质为PVDF,孔径为0.05-0.4μm。
平板膜工作原理为:平板膜竖直放置在好氧反应池;清水及小分子物质(如盐分)在负压引流下垂直膜的表面透过膜;适当浓度的活性污泥混合液在曝气的作用下分解有机物;气流沿平板膜向上冲刷平板膜表面,使污泥不容易在膜表面堆积,从而保持恒定的透水产量。
中空纤维膜特点
其分离器是靠压力差驱动,可精密过滤水或溶液中的超微粒子,分离的粒径范围为25~1000nm,一般为200nm左右,操作压力为减压约2Pa,分离对象为悬浊物、超微粒子和细菌,透过物质为水或溶液。
制备方法
制法是将聚乙烯等熔纺制成多微孔中空丝。
用途
用途由膜微孔而定,孔径为3.0~8.0μm者,可用于过滤溶剂、试剂、润滑油及检测液中的微粒子和细胞,除去淡水中的小球藻和蓝色藻类等;孔径为0.8~1.0μm者,可用于除去液体中的酵母和霉类,用于细菌的去除、酵母和霉类的定量检测等;孔径为0.4~0.6μm者,可用于一般过滤、细菌的过滤捕集、微粒子和细菌的定量测定、空气中石棉纤维的捕集;孔径在0.2μm者,可完全捕集过滤细菌,进行细菌的定量测定及血浆的交换分离;孔径在0. 08~0.10μm者,可过滤病毒和作为超纯水的终端过滤;孔径在0.03~0.05μm者,可用于细菌、病毒和蛋白质的过滤 。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。