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膜生物反应器影响应用的因素

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学社我家 发表于 2019-9-10 07:45 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低MBR的运行费用,因此,在保证出水水质的前提下,膜通量应尽可能大,这样可减少膜的使用面积,降低基建费用与运行费用。因此控制膜污染,保持较高的膜通量,是MBR研究的重要内容。而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关。
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! ?+ [: `$ X8 Q  b# r2 l1.膜的选择; h$ S+ ^3 P9 Y; Y+ \; l* T# k! }2tech.cn

5 ?+ V) `3 q9 O4 H* g3 T7 f5 C现有膜可分为有机膜和无机膜两种。
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(1)高分子有机膜材料:聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。9 C/ B' p9 Q5 Z2tech.cn
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有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。: U! W) [) E  l8 r/ `! |2tech.cn
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(2)无机膜:是固态膜的一种,是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。# M- V% l/ M9 E* ]) J5 f2tech.cn

* s; O0 W' c9 q; e7 ~* F目前在MBR中使用的无机膜多为陶瓷膜,优点是:它可以在pH=0~14、压力P<10MPa、温度<350℃的环境中使用,其通量高、能耗相对较低,在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是:造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
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  _3 G6 H" x; m0 |  {1 A) I由于较高的投资成本限制了无机膜生物反应器在我国的广泛应用,国内MBR系统普遍采用有机膜。常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。
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分离式MBR通常采用超滤膜组件,截留分子量一般在2~30万。截留分子量越大,初始膜通量越大,但长期运行膜通量未必越大。
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, H) Z3 P; M7 e% b对于淹没式MBR,既可用超滤膜,也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用,在处理生活污水时,微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差别,因此淹没式MBR多采用0.1~0.4 μm微滤膜。/ E: G2 m) a4 d环保之家[2TECH.CN]-专业环保技术交流门户!( \) N. M' ?) T) u2tech.cn
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2.操作方式的优化
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当膜材料选定后,其物化性质也就基本确定了,操作方式就成为影响膜污染的主要因素。为了减缓膜污染,反冲洗是维持分离式MBR稳定运行的重要操作。
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不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量,混合液本身的过滤性能,如活性污泥性状,生物相也影响膜通量的衰减。有研究表明:粉末活性炭与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能,形成体积更大、粘性更小的污泥絮体,减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会使污泥活性受到抑制,影响反应器的处理能力和处理效果。: U+ o, n" N) L6 a2tech.cn

+ A. g) }7 D+ a2 A( v' m0 n3.水力学特性的改善
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改善膜面附近料液的流体力学条件,如提高流体的膜面流速,减少浓差极化,使被截留的溶质及时被带走,能有效降低膜的污染,保持较高的膜通量。
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分离式MBR中,一般采用错流过滤的方式,这有助于防止膜面沉积污染。对于一体式MBR,设计合理的流道结构,提高膜间液体上升流速,使较大的曝气量起到冲刷膜表面的错流过滤效果显得尤为重要。
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7 K6 v' e  p$ ?" c4.能耗1 X" U; U% t+ X# O! @2tech.cn

; n1 `" H. }( H能耗是污水处理工艺的一个重要的评价指标,直接关系到处理方法的可行性。目前,常规分离式MBR运行能耗为3~4 kW&#8226;h/m3,淹没式MBR运行能耗为0.6~2 kW&#8226;h/m3,高于活性污泥法的0.3~0.4 kW&#8226;h/m3。较高的动力费用是MBR推广应用中遇到的主要问题之一。
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精彩评论1

 楼主| 学社我家 发表于 2019-9-10 07:46 | 显示全部楼层
对于目前MBR来说,该技术是先进的,但是缺乏市场运用的,这主要有以下几个方面:5 G0 Z( d' F8 }; ~- H# ~2tech.cn

4 @( w6 b' h5 a, \6 i6 T1.首先MBR就成本上是昂贵的,这就使得工程运用受到一定的阻碍。4 H( ^* h, x7 Q) b' _2 ?  S2tech.cn

% m- {& t4 E6 i! Q. Y, R2.膜污染未得到很好的解决,膜分离系统的一大关键问题是滤膜在运行一段时间后会因为膜受到的各种污染而导致水通量的降低,如何减缓膜污染进程从而维持滤膜的水通量仍然是应用膜工艺时的一大挑战。
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. x- l3 T% N2 g4 v/ A3.出水水质不能直接回用。膜生物反应器的出水质,较一般的污水处理工艺有很大提高,但现在的情况是出水还不能直接进行回用,还需后续工艺做进一步的处理,这也侧面增加了工程的投资。/ I) G! W* f1 o. D2tech.cn

% _* k3 c- B/ Y% a3 X4.膜的使用寿命,现在的膜的寿命在2年以上,但有一些厂家生产的并不能保证,这增加了风险,降低了客户对膜生物反应器的信心;另外,膜的更换费用也是一个不小的投资。
. @7 b, O2 c0 M) Q4 N) N( F( x6 Q. w. E2 N0 B, Z2tech.cn
正基于这些主要的原因,使得膜生物反应器在我国没有得到广泛应用,也没有大的工程。相信在各位专家与学者的努力下,膜生物反应器一定会大放异彩的。
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