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平板膜组件和中空纤维膜组件的对比

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学社博客 发表于 2019-9-9 19:22 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
膜组件是MBR的核心部分,目前工程化应用中的膜构型主要是中空纤维膜组件和平板膜组件。平板膜与中空纤维膜具有不同的特点,适用范围也有区别。  F  {# P- `% h) {' z6 H$ s2tech.cn
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平板膜具有水力学条件易于控制、产水量大、抗污染能力强和清洗更换方便等特点,能够在更高污泥浓度条件下保持高通量稳定运行。中空纤维具有装填密度大、价格便宜等优点。/ f( Z4 X: N* ^3 u, }/ C2tech.cn

4 Q  x6 e9 y; E6 l( T( s截止2006年,据不完全统计在世界范围内运行的MBR达2259套,其中平板膜生物反应器的比例占到了68%。然而,在中国平板膜生物反应器的工程化应用程度还很低,明显滞后于中空纤维膜生物反应器。: F8 g1 k0 l" J2 ^; N2 v. h2 S2tech.cn
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平板MBR与中空纤维MBR相比又具有以下明显优势:
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# ^* _" x3 i% \8 o0 O- [) b9 o) U(1)更好的抗污染性能  n: A; ~6 j- S2tech.cn

2 C% J. Z3 l' y7 S3 q5 t- ^相比中空纤维膜生物反应器,平板膜生物反应器可以在更高的活性污泥浓度下保持高通量(通量即膜的产水量)的稳定运行。在实际使用的过程中,尽管预处理设施中会有格栅,除毛机等设备,但曝气池中还难免进入一些诸如毛发之类的物体。而我们知道在曝气的状态下膜丝始终处于一个抖动的状态,于是这些毛发很容易使膜丝缠绕在一起,当污泥浓度达到一定程度,就会出现泥坨,使越来越多的膜丝缠绕在一起,大大减少了中空纤维丝的有效膜面积,引起膜通量的急剧下降,而且此类问题也很难修复,通常只能更换。6 f. F$ q! g( a$ O2tech.cn

+ r) w& d  q( C# K4 h平板膜生物反应器的适用活性污泥浓度(MLSS)范围在10000-5000mg/L,远远高于中空纤维膜生反应器,平板膜的结构,可以实现膜片之间间隙可控,便于气液混流对膜面进行在线清洗,抗污染性能优越。此外,平板膜生物反应器可以通过调节组件底部的曝气强度,通过气水混合物在膜片表面的冲刷作用,很好的清除膜表面的附着物,即便是由于某种不可知因素在膜表面产生了淤积的情况,也可以将膜片取出,通过低压水枪冲洗的方法去除,使得膜能长期有效的运行,而中空纤维则不可能通过这种方法清洗。8 L" |1 f: M' |/ p* g2 M2tech.cn

# U# G  S! h/ ^! C# U9 X1 `(2)良好的机械稳定性、无断丝现象
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在实际使用过程中,中空纤维膜组件不可避免的会发生断丝现象,其中包括两种原因,一是由于纺丝过程中的缺陷导致的壁厚不均匀,当然这种情况比较少发生,且可以通过购买优质产品等手段进一步避免;二是纺丝材料疲劳引起的根部断裂。我们知道中空纤维丝在两端连接组件的地方需要用环氧树脂进行密封,由于纤维丝本身的毛细现象,肯定会在根部吸上一小段。
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& b2 h) O, i+ D, b9 H2 m+ u由于曝气的原因,中空纤维在工作状态下始终会处于幅度较大的振动现象,长此以往会在其根部引起材料的疲劳,而环氧树脂本身是一种脆性材料,这种材料疲劳所导致的断丝一旦发生,往往是规模性的,而这对于膜生物反应器来说,伤害是致命的,不但会严重影响出水水质,还会导致整个组件的报废。与此不同的是平板膜的内部有无纺布作为支撑层,因此强度比中空纤维高出许多,根本不会出现类似的现象,能完全保证优质的出水水质。$ q$ ^4 g0 V! O2tech.cn
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(3)清洗方法更加便捷,清洗周期更长。, j  ^& l/ z' M/ W; X7 O/ w9 o! v# ]2tech.cn

4 l8 p: ?; p( S; x平板膜生物反应器可通过控制组件底部的曝气系统的曝气量,对膜片表面进行有效的水力冲刷,防止在抽吸过程中污泥在膜表面过度淤积,在运行过程中就对膜表面的污染起到控制作用。
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9 N7 L7 k2 B, q7 X+ {: p而平板膜组件的化学清洗(在线清洗)也更加简单,只需要把调配好的药剂从抽吸口回灌入膜片中,浸泡一段时间即可,不像中空纤维膜组件,需频繁地将膜组件取出进行反冲洗。
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同时,相对于中空纤维-膜生物反应器,平板膜生物反应器的清洗周期更长,清洗周期可达3个月以上,且如果工作压力始终处于比较低的状态,甚至可以不清洗。平板膜组件还可以通过物理清洗的方法使膜通量得到恢复,而这对于中空纤维膜几乎是不可能的。# k% S. R& ^. b/ W6 W3 C0 _! x2tech.cn

+ v8 k! O( E" \4 v% ?7 k3 V1 I(4)寿命长,运行费用低
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据不完全统计,现在市场上的中空纤维膜平均寿命为2年左右,意味着2年就会有很大的膜更换率。
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) v8 e7 U' h4 d! m6 t. R而市场上平板膜的平均寿命都在5-7年,不需频繁的更换膜片,相对来说运行费用大大降低,且保证了良好的运行状况。
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平板膜具有高强度的支撑体,膜损伤程度低,更换率低;同时平板膜可以实现单张更换,更换成本也相对降低。; g( Q- y6 ~4 z) r  `8 S1 K2tech.cn
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(5)膜片更换过程简单4 x3 d4 _/ i) U' ^3 Z1 z/ X2tech.cn

- Z% E; @. D: M1 s, b由于平板膜组件独特的设计,使得在膜片损坏更换过程中,膜片可单张更换,无需更换支架。4 q: ~2 _" ~  N' ^! [/ k/ V( c' R2tech.cn

7 l" U9 R% r+ F+ C, S+ C! ], s, ?# y) k: n而中间纤维膜丝断丝达到一定数量,整个组件就报废,需更换整个膜组件,费用就将大大增加。6 X4 X6 w+ j# z! I2tech.cn
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