MBR膜组件的分类及性能

MBR膜的几何形状是决定整个工艺性能的关键。另外需要实际考虑的是单片膜本身组成膜组件的方式。

单片膜的最佳几何形状，或者说是其构型，应具有以下特点：

膜面积与膜组件的容积比高；

进料侧具有高的湍流度以促进传质效果；

单位产水量能耗低；

单位膜面积价格低；

方便清洗的设计；

设计上允许模块组装。

这些特点中有些是互相矛盾的，例如提高湍流度就会引起能耗增加，还有只有在相对膜面积低的情况下直接对膜的机械清洗才有可能，因为单元容积内的膜能够接近到才行。

生产一种狭窄流道的组件从而得到高的膜面积与膜组件的容积比是可能的，但是这样也会影响清洗方式和湍流度的提高。

目前在膜工艺中主要有以下几种各具优缺点的膜组件形式，构型或采用平板形式，或者采用圆柱形式。

它们包括：

01 板框式膜组件

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。

优点是：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。

 

02 中空纤维式膜组件

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16000－30000m2/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。

03 管式膜组件

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。

04 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。

不同型式膜组件的性能对比