MBR膜分離技術(shù)——各類膜組件對比分析
更新時間:2022-03-25 點擊次數(shù):1499
目前市場上主要有四種膜組件
,包含管式膜
、中空纖維膜
、平板膜和卷式膜
。在水處理應(yīng)用中,
95%的微濾和超濾裝置選用中空纖維膜組件
,
95%的納濾和反滲透裝置采用卷式組件
。
1. 平板膜組件:
平板膜組件由多個層疊設(shè)置的平板膜元件和用于固定平板膜元件的支撐框架組件。
無論是微濾
,還是高壓反滲透工藝
,平板膜均可應(yīng)用
,平板膜通常用于高濃度水的處理
。
根據(jù)過濾壓力對平板膜組件進行設(shè)計
。待處理的水將會在相鄰的兩個平板膜之間循環(huán)流動。與此同時
,平板對膜起著機械支撐作用
,并且及時排出濾液。不同膜組件可并聯(lián)或串聯(lián)排列
,使得單個組件的膜面積可達
120㎡
。在平板凹槽中手機的產(chǎn)水在高壓(
RO、
NF)或者真空(
UF、
MF)作用下排出
。平板之間的間隙為
0.5~
3mm。
圖1為某平板超濾膜廠家所生產(chǎn)的膜架和平板膜元件
。
圖1 平板膜組件
平板膜元件的下方?jīng)]有曝氣裝置
,以進行氣洗。
這種膜的緊湊性一般
,優(yōu)點是容易拆卸
,因此如此需要可以進行*的人工清洗,同樣也可輕松更換膜片
。鑒于循環(huán)流道較長的形狀曲折
,其水頭損失大。由于單個膜元件表面積較小
,因此需要使用更多膜元件和連接裝置
,從而會降低系統(tǒng)的可靠性。
2. 卷式膜組件:
圖6
1——進水口
;
2濃水出口
;
3——產(chǎn)水收集管;
4——原水水流方向
;
5——產(chǎn)水水流方向
;
6——保護層;
7——膜元件與外殼間密封
;
8——產(chǎn)水收集孔
;
9——支撐層;
10——膜
;
11產(chǎn)水收集層
;
12——膜片間黏合線
如圖6所示,兩張膜(10)之間插入一塊柔性的多孔片(產(chǎn)水收集層)(11)
。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似于三明治
,其三個邊是密封的(
12),開放的一側(cè)黏合于一個圓柱形的帶隔開。待處理的水在平行于產(chǎn)水收集管的支撐層(
9)中循環(huán)
,產(chǎn)水收集層將產(chǎn)水輸送至中間的產(chǎn)水收集管(
3)
。
一個膜元件的直徑為5~750px,長度為0.6~1.5m
,其膜面積為
0.3~
41㎡
。對于
2~
8個這樣的膜元件,可使用
O型密封環(huán)將產(chǎn)水收集管(
3)兩兩對接后安裝在一個膜殼內(nèi)
,使之*密封且可以承受高壓差(由流經(jīng)膜支撐層的水頭損失造成)
。因此,連接裝置和限制水頭損失(每只膜元件最高
0.5bar)對于卷式膜組件的正常運行至關(guān)重要
。
如今
,除了前述提及的
Holosep-Toyobo膜組件,幾乎所有的海水淡化膜(
NF直至高壓
RO膜)都采用了上述膜結(jié)構(gòu)
。事實上
,這是在所有的膜組件中最為緊湊的,且其水頭損失比板式膜組件更低
。但是卻更容易受污染的影響
。因此進水需經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,使污染指數(shù)(
FI)或淤泥密度指數(shù)(
SDI)小于
4或
5。在某些特殊情況下
,可使用更厚的支撐層以降低對污染的敏感性,以及提高膜的化學(xué)清洗效果
。
不同膜組件的比較
表1 可采用的回收率
表2 不同類型膜組件比較
①根據(jù)膜組件的布局
,膜絲直徑和類型(內(nèi)壓式或外壓式)差異較大。
②部分陶瓷膜組件除外
,其膜的有效層與支撐層為化學(xué)結(jié)合