膜的基础知识膜生物反应器污水处理技术

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1、膜生物反应器的类型：从工艺上划分，MBR有三种类型固-液分离膜生物反应器：用于固体的分离与截留，取代传统的沉淀池氧气传质膜生物反应器：用于在反应器中进行无泡曝气萃取膜生物反应器：从工业污水中萃取优先污染物，而这些污染物质采用常规生物工艺无法进行处理。膜组件与生物工艺的结合上分：侵没式（一体式）MBR和外置式（分体式）MBR从对氧气的需求方面分：好氧MBR和厌氧MBR膜生物反应器的优点不同MBR的优点和缺点反应器优点缺点膜分离生物反应器占地面积小彻底去除出水中的固体物质出水无须消毒COD、固体和营养物可以在一个单元内被去除高负荷率低/零污泥产率流程启动快系统

2、不受污泥膨胀的影响模块化/升级改造容易曝气受到限制膜污染膜价格高膜曝气生物反应器氧利用率高能量利用率高占地面积小氧需要量可以在供氧时控制模块化/升级改造容易膜易于污染基建投资大无实际工程实例工艺复杂萃取膜生物反应器可处理有毒工业废水出水流量小模块化/升级改造容易细菌与废水隔离基建投资大无实际工程实例工艺复杂膜膜的定义：膜可以看做是一种材料，这种材料能让某种物质比其他物质更容易通过。膜的这种性质奠定了膜分离的基础。膜的结构和分类膜制造的主要目标是生产这样一种材料：具有足够的机械强度，能维持高的膜通量，还要具有高的选择度。膜孔的密度增大，膜通量也增大，表明材料

3、的空隙率越高越好。膜的整体阻力与其厚度成正比。膜孔径尺寸分布越宽，膜的选择度越差。因此，任何膜的最佳物理结构都应当是：膜材料的厚度要薄，孔径尺寸分布要窄，表面空隙率要高。从实现物质分离的方式分：致密膜和有空膜致密膜的分离在某种程度上是通过透过组分与膜的膜材料之间的物理—化学反应实现的，它的选择度最高。多孔膜是通过物理作用实现分离的（即通过筛分作用）根据膜材料的组成对膜进行分类：有机膜（聚合物）和无机膜（陶瓷和金属）水处理中的致密膜和有空膜致密膜有空膜膜分离过程反渗透（RO，又称为高滤）超滤（UF）利用溶解度的不同、水（溶剂）与溶解物质（溶质）在水中的扩散速

4、率的不同（如EMBR中）而进行分离利用尺寸大小的不同来进行溶解性大分子以及悬浮胶体颗粒的分离电渗析（ED）微滤（MF）采用离子交换膜，利用溶质离子的大小、电荷以及电荷密度的不同而进行分离利用尺寸大小的不同从水中分离悬浮固体（主要用于MBR中来进行固体分离以及EMBR中进行曝气）纳滤（NF）曾经被称为“疏松型反渗透”，利用电荷斥力、溶解度-扩散特性和筛分等几方面的性质来进行分离膜材料聚合物聚合物和无机材料膜的构型膜的几何形状，或者说它形成的方式，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的方式。单片膜的最佳几何形状，或者说其构型，应具有以下

5、特点：膜面积与膜组件的体积比高；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；单位膜面积造价低；方便清洗的设计；设计上允许模块组装。目前在膜工艺中主要有六种各具优缺点的膜组件形式，构型或采用平板形式，或采用圆柱形式。它们包括：褶裥式卡式膜组件；板框式膜组件；螺旋卷式膜组件；管式膜组件；毛细管式膜组件；中空纤维式膜组件。膜的构型构型面积/体积/(m2/m3)价格湍流度优点缺点应用（最重要的先列出）褶裥式卡式膜组件800~1000低非常差结构好、设计紧凑容易污染，无法清洗死端MF板框式膜组件400~600高一般可以拆卸清洗ED、UF、RO螺旋卷式膜组件

6、800~1000低差能耗低RO、UF管式膜组件20~30非常高非常好容易机械清洗、可以耐受高TSS污水错流过滤、高TSS出水毛细管式膜组件600~1200低好介于管式和中空纤维式之间UF中空纤维式膜组件5000~40000非常低非常好可以反冲洗、设计紧凑、可耐受高浓度胶体对压力冲击敏感MF、RO注：UF中采用毛细管膜，水从里向外流动。RO和MF中采用中空纤维式膜，水从外向里流动。二段传统活性污泥法（AS）和MBR中在不同污泥龄下的污泥产率污泥龄/d1224102AS产率/(kgSS/kgCOD)0.280.260.07MBR产率/(kgSS/kgCOD)0

7、.220.180.02厌氧、好氧系统比较项目厌氧好氧能量低高去除率/%60~9095+污泥产量低高稳定性低~中中~高启动时间2~4个月2~4周臭味潜在少碱度高低生物气有无营养物低可以高活性污泥系统（AS）和MBR系统的性能比较参数ASMBR泥龄/dCOD去除率/%DOC去除率/%TSS去除率/%氨氮去除率/%总磷去除率/%污泥产率/kgVSSCOD-1平均菌胶团尺寸/μm2094.592.760.998.988.50.2220309996.999.999.296.60.273.5