seaclean分體膜簡(jiǎn)介
1、分體膜機(jī)理
超濾膜是利用納米級(jí)的物理孔徑在一定的壓力作用下，對(duì)料液中的物質(zhì)進(jìn)行分離、凈化、純化和濃縮的一個(gè)純物理過(guò)程，它不引起分離物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的變化，是一種非常安全和可靠的過(guò)濾和濃縮方法。
超濾的作用非常廣泛，它可以去除懸浮物、膠體、色度、濁度、有機(jī)物、細(xì)菌和大腸桿菌等雜質(zhì)。隨著制膜工藝的發(fā)展，超濾的用途也越來(lái)越廣泛，目前超濾膜技術(shù)已經(jīng)用于海水淡化、中水回用、反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理、冷凝水處理和超純水制備中，超濾技術(shù)與常規(guī)預(yù)處理相比，具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，投入少，產(chǎn)量高，無(wú)需連續(xù)加藥，穩(wěn)定性高，需勞動(dòng)力少，占地面積小，自動(dòng)化程度高，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)超濾膜在水處理應(yīng)用方面也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為對(duì)原水要求高，原水必須經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀、過(guò)濾和精密過(guò)濾等工序，否則膜絲極易堵塞；傳統(tǒng)超濾膜對(duì)原水中可溶性有機(jī)物處理效果差，特別是對(duì)于SCOD高的原水處理效果差。傳統(tǒng)MBR工藝將膜分離技術(shù)和活性污泥結(jié)合起來(lái)，通過(guò)曝氣和水流擾動(dòng)，使膜絲不斷抖動(dòng)，解決濃差極化對(duì)膜通量的影響，和普通的超濾不同，MBR工藝既可以除去水中濁度，也可除去水中有機(jī)物，而且對(duì)原水水質(zhì)要求不高，但傳統(tǒng)MBR膜為一體化結(jié)構(gòu)，MBR膜直接浸沒(méi)于活性污泥池中，安裝不方便，而且由于膜出水采用自流或負(fù)壓抽吸出水方式，通量低，約為10l/m2.h左右。
分體MBR膜結(jié)合了MBR和超濾膜工藝的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)超濾膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其在外壓錯(cuò)流過(guò)濾條件下運(yùn)行，同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中不斷用氣擦洗，使運(yùn)行過(guò)程中膜絲不斷抖動(dòng)，降低濃差極化，這一點(diǎn)和傳統(tǒng)MBR相似；分體MBR膜和活性污泥采用分體式安裝，通過(guò)水泵將含泥污水泵入分體膜組件，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)流過(guò)濾，無(wú)需將膜組件裝入活性污泥池中，安裝簡(jiǎn)單，這一點(diǎn)和普通超濾膜相似；分體MBR膜既可采用自流、抽吸運(yùn)行，也可采用加壓運(yùn)行，同時(shí)氣液擦洗和膜絲抖動(dòng)大大降低濃茶極化，使分體MBR膜能維持較大膜通量。
分體MBR膜采用材質(zhì)為改性PVC的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為雙排脂狀結(jié)構(gòu)，故拉伸強(qiáng)度高、跨膜壓差小、反洗效果好、抗污染、使用壽命長(zhǎng)，且能*保證產(chǎn)水水質(zhì)，對(duì)膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細(xì)菌、大分子有機(jī)物具有良好的去除能力。
2、分體膜的特點(diǎn)
1）、特殊有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜材料
高分子有機(jī)膜具有彈韌性好、分離性能優(yōu)良、成本低等優(yōu)點(diǎn)， 但耐酸堿性、耐高溫性較差，而無(wú)機(jī)膜可直接應(yīng)用于高溫、腐蝕性環(huán)境的膜分離，但分離性能很差，成本高的缺點(diǎn)。
納米 TiO2是目前研究zui為活躍的無(wú)機(jī)納米材料之一，具有抗菌性、自潔性、超親水性（接觸角＜18°）等優(yōu)點(diǎn)，制備含有納米 TiO2的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料可實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
采用溶膠-凝膠法制備含TiO2的有機(jī)/TiO2雜化膜材料，能在較溫和的條件下形成了以TiO2為交聯(lián)點(diǎn)的無(wú)機(jī)骨架，無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)與有機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互貫穿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。保留了有機(jī)膜非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)特征，而且大大提高膜亞層孔的貫通性，抑制了大孔穴的形成，提高孔隙率，使其具有更大的膜通量；雜化有助于改善膜的親水性， 從而增強(qiáng)膜的抗污染能力，拓寬膜的應(yīng)用范圍， 延長(zhǎng)膜的使用壽命。在截留率基本保持不變的情況下, 純水通量提高2.5倍，壓爆強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度分別提高了90%和 70%，熱分解溫度也顯著提高。
2）、*的膜絲結(jié)構(gòu)
分體膜上端膜絲雙層澆鑄，*層為硬膠，第二層為軟膠，硬膠用于固定住膜絲，軟膠對(duì)膜絲根部與膠層起到柔性連接的作用，全部膜絲不堵孔。
分體膜下端膜絲也采用雙層澆鑄，和上端相連的膜絲全部堵孔，而與上端相連的膜絲之間，均勻分布通氣膜絲，通氣膜絲和下端進(jìn)氣腔和進(jìn)氣管連通。
上下端相連的膜絲稍長(zhǎng)于膜殼腔體長(zhǎng)度，使運(yùn)行過(guò)程中氣流高頻率擦洗吹脫膜絲表面污物的同時(shí)，形成膜絲脈沖抖動(dòng)，進(jìn)一步消除過(guò)濾過(guò)程中因原水SS過(guò)高而產(chǎn)生的濃差極化現(xiàn)象。
3）、錯(cuò)流過(guò)濾，全時(shí)曝氣，間歇反沖洗運(yùn)行模式
MBR膜采用全時(shí)曝氣，間歇運(yùn)行模式解決運(yùn)行過(guò)程中高濃度污泥的濃差極化現(xiàn)象；超濾膜則是通過(guò)間歇反沖洗實(shí)現(xiàn)膜系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行；分體膜結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)高錯(cuò)流過(guò)濾，減少污染物對(duì)膜絲微孔的堵塞；通過(guò)全時(shí)曝氣運(yùn)行，使膜絲擺動(dòng)、氣液混合湍流對(duì)膜絲表面進(jìn)行擦洗，減緩膜分離過(guò)程中濃差極化；通過(guò)間歇反沖洗，結(jié)合高強(qiáng)度氣流擦洗，將膜孔內(nèi)污堵物沖出，實(shí)現(xiàn)了膜污染與恢復(fù)同時(shí)同步，降低膜污染速率；由于分體膜膜絲被固定在膜殼腔體內(nèi)，運(yùn)行時(shí)氣水比僅為1:1，遠(yuǎn)低于MBR膜氣水比（20:1），減少運(yùn)行費(fèi)用；由于分體膜間歇性反沖洗，加之反沖洗時(shí)，強(qiáng)曝氣擦洗，使膜通量迅速恢復(fù)，和MBR相比，膜污染速度大大減緩；分體膜和生化反應(yīng)池分離，安裝和擴(kuò)展方便，而且更為重要的是，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)化學(xué)清洗，而MBR化學(xué)清洗大多采用離線(xiàn)方式，操作不便，費(fèi)用高。由于分體膜采用外壓式錯(cuò)流過(guò)濾，全時(shí)曝氣擦洗，實(shí)現(xiàn)邊污染，邊恢復(fù)，對(duì)原水濁度要求低，甚至可直接過(guò)濾MBFB工藝中含固量1000mg/l的粉末介質(zhì)，而超濾膜則采用先污染再反洗方式運(yùn)行，無(wú)法解決運(yùn)行過(guò)程中濃差極化問(wèn)題，要求原水濁度低于20NUT
4）、對(duì)原水要求不高，適應(yīng)性廣
分體MBR膜對(duì)原水要求不高，一般達(dá)標(biāo)排放污水、地表水等可不經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀、砂濾、碳濾等過(guò)程，直接實(shí)現(xiàn)分體膜超濾；分體膜甚至可適應(yīng)粘度小于100cp的化工液體，也直接應(yīng)染料、涂料等化工行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中固液分離和污水處理；
對(duì)于COD低于120mg/l的污水（粘度較低），分體膜可直接過(guò)濾SS高達(dá)1000 mg/l的粉末介質(zhì)，這就使分體膜特別適合于MBFB工藝。
5）、過(guò)濾精度高達(dá)0.01um
和超濾膜一樣，分體膜過(guò)濾精度可高達(dá)0.01um，*納濾、RO等系統(tǒng)對(duì)原水預(yù)處理要求，而一般MBR膜過(guò)濾精度為0.2-0.5um，應(yīng)用于納濾、RO預(yù)處理存在一定風(fēng)險(xiǎn)。
超濾膜、分體膜、MBR膜的對(duì)比
項(xiàng)目 | 超濾膜 | MBR膜 | 分體MBR膜 |
運(yùn)行模式 | 連續(xù)運(yùn)行，間歇性清水反沖 | 連續(xù)運(yùn)行，間歇性清水反沖 | 間歇性運(yùn)行 |
化學(xué)清洗 | 在線(xiàn) | 離線(xiàn) | 在線(xiàn) |
膜通量恢復(fù) | 反沖洗 | 空氣擦洗、膜絲抖動(dòng)、反沖洗 | 空氣擦洗、膜絲抖動(dòng) |
膜通量恢復(fù)方式 | 先污染后恢復(fù) | 邊污染邊恢復(fù) | 邊污染邊恢復(fù) |
膜通量 | 30-50 | 20-40 | 5-10 |
對(duì)原水要求 | 濁度低于20NUT | 高污泥濃度污水 | 高顆粒介質(zhì)濃度、高濁度污水 |
膜絲過(guò)濾方式 | 內(nèi)壓 | 外壓 | 外壓 |
過(guò)濾精度 | 0.01um | 0.2-0.5um | 0.01um |
投資費(fèi)用 | 低 | 高 | 低 |
運(yùn)行費(fèi)用 | 低 | 高 | 低 |
過(guò)濾方式 | 壓力過(guò)濾 | 錯(cuò)流過(guò)濾 | 錯(cuò)流過(guò)濾 |
適應(yīng)性 | 經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾后低濁度、低有機(jī)污染水體，用于納濾、RO預(yù)處理 | 污水，特別適合高活性污泥濃度水體 | 中水、地表水直接過(guò)濾，特別適合MBFB反應(yīng)池高顆粒介質(zhì)濃度污水，也可用于納濾、RO預(yù)處理 |
3、分體膜技術(shù)參數(shù)
- 膜材質(zhì)：改性PVC
- 過(guò)濾精度：0.03-0.01um
- 工作壓力：0.1-0.3MPa
- zui大進(jìn)水壓力：0.3MPa
5、zui多透膜壓差：0.2MPa
6、進(jìn)水PH值：2-12
7、制水時(shí)氣水比：1:2
8、反沖洗時(shí)氣水比：2:1
9、使用溫度：5-45℃
10、產(chǎn)水濁度：≤0.1NTU
11、污染密度指數(shù)（SDI）：＜1
12、懸浮物，微粒（>0.2µm）：*去除
13、微生物、病原體：99.99%去除
14、分體膜進(jìn)水要求：COD≤1000mg/l，濁度≤100NTU，懸浮物濃度≤200mg/l，
油脂≤10mg/l
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表1 分體膜設(shè)計(jì)參數(shù)
過(guò)程設(shè)計(jì)參數(shù) | 地表水 | 廢水處理 | 中水回用 | 特種液 | ||
分子量（μm） | 0.01μm | 0.01μm | 0.01μm | 0.01μm | ||
設(shè)計(jì)通量（L/㎡H） | 30-80 | 20-60 | 30-60 | 10-40 | ||
回流量（%） | 15-40 | 30-60 | 30-60 | 80-95 | ||
氣水比 （體積比）
| 制水 | 1:2 | 1:2 | 1:2 | 可選擇 | |
反洗 | 2:1 | 2:1 | 2:1 | 可選擇 | ||
反洗頻率（min/次） | 40分鐘一次 | 30分鐘一次 | 35分鐘一次 | 定時(shí)或定處理量 | ||
每次反洗時(shí)間（min） | 1 | 1 | 1 | 2分鐘以上 | ||
反洗流量（L/㎡H） | 60-150 | 80-150 | 80-150 | 50-80 | ||
反洗壓力（MPa） | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.15-0.2 | ||
加藥反洗 | 需要 | 需要 | 需要 | 可選擇 | ||
4、分體膜的優(yōu)點(diǎn)
1）、對(duì)于原水要求低：一般達(dá)標(biāo)排放污水、地表水等可不經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀、砂濾、碳濾等過(guò)程，直接實(shí)現(xiàn)分體膜超濾；
2）、過(guò)濾精度高：可以達(dá)到0.01um；
3）、可在線(xiàn)清洗和反沖洗
4）、單位膜通量高：0.03m3/(m2·h)
5、分體膜的應(yīng)用范圍
1）、中水回用：印染廢水中水回用、電鍍廢水中水回用、造紙廢水中水回用、電
子廢水中水回用、化工廢水中水回用等；
2）、工業(yè)廢水處理；
3)、地表水處理；
4）、特種廢水處理：如乳化油…….
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