带衬中空纤维超滤膜用于MBR工艺的优势

一、超滤的范围与定义

 

污水处理领域常用的MBR膜按膜孔径区分，可分为超滤膜（UF）和微滤膜（MF），超滤膜孔径小于0.1微米，微滤膜孔径大于等于0.1微米。但随着业界对膜过滤认识的深入，出于对水中NOMs等小颗粒污染物去除的需要，部分业界人士把超微滤的界限定义在0.04微米。为了不引起争议，在这里，我们讨论的界限仍以0.1微米作为超滤和微滤膜的界限，增加定义0.04-0.1微米孔径为大孔径超滤，0.01-0.04微米为小孔径超滤。

 二、带衬中空纤维超滤膜的历史发展

过去，受制于膜工业制造水平，MBR膜的生产厂家中微滤膜比例多于超滤膜，国内MBR工艺污水处理厂采用微滤膜的案例也多于超滤膜，但通过多年的运行，微滤膜用于污水处理领域所出现的易污堵、膜通量衰减快等系列问题逐渐暴露出来。近十年来，随着欧美制膜技术不断提升，欧美的MBR污水处理领域大部分已用超滤膜替代原先的微滤膜，已能够生产出标准高且性价比高的超滤膜（孔径0.02~0.08微米）。目前在欧洲运行规模最大的10座MBR项目中，基本都采用了超滤膜。

宫奇环境超滤项目现场实拍图

三、带衬中空纤维超滤膜用于MBR工艺的优势

超滤MBR的大规模应用得益于其具有的高于传统微滤膜的出水水质，更强抗污染性，更集中的膜孔分布，更长的膜寿命和更高的开孔率及膜通量。

1、带衬超滤膜产水品质高

超滤及微滤膜过滤几乎能够全部去除水中的黏土、细菌、浮游生物及其他悬浮物，甚至能够去除一部分色度，氯代物等。显而易见，膜孔径大小对污染物尺寸有不同截留效果，颗粒物或污染物的去除效率与其粒径大小或可以说切割分子量大小有关。对污水中较大颗粒污染物，微滤超滤都能取得不错的分离效果，但对污水中广泛存在的NOM，其中部分颗粒大小分布在0.04-0.1微米之间，微滤膜难以去除这些颗粒。在合理的操作条件下，采用超滤膜的MBR，其产水浊度<0.1NTU，TSS<0.1ppm，SDI<3.0(80%以上时间)。超滤膜可以去除大部分NOMs,对后处理工艺的选择有很大优势，如现在经常采用的NF/RO的预处理，采用超滤的超高品质产水，能够减少污染，降低化学清洗的频率，延长其寿命。

2、带衬超滤膜抗污染性强

MBR经过长时间的使用后，会出现膜通量下降的问题。这种性能的下降，一方面是由于膜本身不可逆的变质引起，另一个很大的影响因素是膜污染（fouling & scaling），当然，部分膜材料由于其强度不够容易断丝，也会引起产水量的下降。膜材料本身的劣化是不能恢复的，但由于膜污染造成的性能下降是可以通过清洗而恢复的。

在通常的理解中，会认为膜孔越小越容易产生污堵，实际情况则不然，在膜分离的过程中，需要被截留的物质与膜孔径的外形尺寸相差越大，越不容易产生污堵，原因在于污染物进入膜孔内部的形成阻塞的概率会大幅降低，在普通活性污泥法中，菌胶团的最小直径约20微米，而在MBR工艺中，由于曝气的剪切作用较传统工艺更强烈，因此菌胶团的最小直径可能降至2微米左右，外加游离细菌的存在，使得MBR工艺中，存在更大量的直径在10微米以下颗粒。