MBR膜分类和介绍
MBR膜分类和介绍
1、MBR膜简介
MBR为膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）的简称,是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制。
目前MBR膜组件中使用量较大的只有聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。其中聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其优良的物理和化学性能（强度和耐腐蚀性）在国内和国外用量均最大。
PVDF(聚偏氟乙烯)材质中空纤维膜，PVDF是一种氟化聚合物，具有300万～400万的分子量，有很强的物理强度和化学稳定性。
膜横断面放大照片
膜表面放大照片
2、传统活性污泥法流程
在传统的污水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%～40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。
3、MBR法流程
MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
4、MBR工艺分类
膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水。
② 一体式
膜组件置于生物反应器内部，进水进入膜-生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在负压作用下由膜过滤出水。
③ 复合式
形式上也属于一体式膜-生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜-生物反应器，改变了反应器的某些性状。
5、MBR工艺优点
① 高效的固液分离，出水水质优质稳定。
② 剩余污泥产量少。
③ 占地面积小，无需二沉池，工艺设备集中。
④ 去除氨氮及难降解有机物。
⑤ 克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。
⑥ 操作管理方便，易于实现自动控制。
6、MBR工艺的不足
① 投资大：膜组件的造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30％－50％。
② 能耗高：泥水分离的膜驱动压力;高强度曝气；为减轻膜污染需增大流速。
③ 膜污染清洗、维护成本较高。
④ 膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换，导致运行成本高。
7、MBR膜组件
① 中空纤维
中空纤维具有高压下不变形的强度，勿需支撑材料。把大量(多达几十万根)中空纤维膜装入圆筒型耐压容器内。纤维束的开口端用环氧树脂铸成管板。外径一般为40～250μm，内径为25～42μm。在MBR中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸没式膜-生物反应器，一般为外压式膜组件。
优点：装填密度高，一般可达16000－30000 m2/m3；造价相对较低；寿命较长；可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜；膜耐压性能好，不需要支撑材料。
缺点：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响,压力降较大；再生清洗困难；原料的前处理成本高。
② 板框式
板框式是MBR工艺最早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。
优点：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。
缺点：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。
③ 管状膜
由膜和膜的支撑体构成，有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在6～24mm之间。管状膜被放在一个多孔的不锈钢、陶瓷或塑料管内，每个膜器中膜管数目一般为4－18根。管状膜目前主要有烧结聚乙烯微孔滤膜、陶瓷膜、多孔石墨管等，价格较高，但耐污染且易清洗。尤其对高温介质适用。
优点：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。
缺点：装填密度小，一般低于300m2/m3。
④ 螺旋卷式膜组件
主要部件为多孔支撑材料，两侧是膜，三边密封，开放边与一根多孔的中心产品水收集管密封连接，在膜袋外部的原水侧垫一层网眼型间隔材料，把膜袋－隔网依次迭合，绕中心集水管紧密地卷起来，形成一个膜卷，装进圆柱形压力容器内，就制成了一个螺旋卷式膜组件。
优点：膜的装填密度高；膜支撑结构简单；浓差极化小；容易调整膜面流态。
缺点：中心管处易泄漏；膜与支撑材料的粘结处膜易破裂而泄漏；膜的安装和更换困难。
8、三菱化学MBR膜组件
1）三菱mbr帘式膜特点：
① 品种多样化
三菱化学膜含有机械强度大的支撑层，并且是独创的双层结构，不易发生膜的破损和污物成分的遗漏。
② 透水性好
自主研发的专利产品，成孔率高，透水性好。
③ 寿命长
膜采用PVDF材质，具备较强的耐药性、抗氧化性，可以长期使用。
④ 能耗低
容积率高，可高密度装填，可低压操作、实现节能运行。
2）三菱mbr帘式膜片特点：
① 理想的构造
采用帘式的膜片构造，膜的容积率高，清洗性能好。
② 方便运输、保管
因为有亲水化处理，所以可以干燥状态发货，便于运输和保管。
③ 产品多样化
尺寸和膜面积分别有5种，即5m2,6m2,15m2’25m2,40m2,所以无论大小规模的水处理，都可以实现设备的小型化。
3）三菱mbr帘式膜组件的特点：
① 品种多样化
可以在各种环境条件下，满足不同的需求，从低水深的小型设备到大规模的污水处理厂。
② 节省占地
膜组件的膜片排列紧凑，大幅减少膜组件的占地面积。
③ 节能
自主研发的曝气管，即使用较小的风量也能达到良好的清洗效果，实现了行业内水准的节能。
