MBR平板膜PKMBR簾式膜：應(yīng)該如何選擇
？
更新時(shí)間：2022-04-02 點(diǎn)擊次數(shù)：3293
MBR是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型高效污水處理工藝，它用具有*結(jié)構(gòu)的MBR膜組件置于曝氣池中
，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水
，由泵通過濾膜過濾后抽出。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住
，省掉二沉池
。活性污泥濃度因此大大提高
，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制
，難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。由于MBR膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力
，從而使系統(tǒng)出水水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高
，經(jīng)膜處理后的水，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高(超過國家YI級A標(biāo)準(zhǔn))
，經(jīng)過消毒
，最后形成水質(zhì)和生物安全性高的優(yōu)質(zhì)再生水，可直接作為新生水源
。
由于膜的過濾作用
，微生物被*截留在MBR膜生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間與活性污泥泥齡的*分離
，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題
。膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)
，可同時(shí)進(jìn)行硝化
、反硝化、脫氮效果好
、出水水質(zhì)穩(wěn)定
、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊
、占地面積少(只有傳統(tǒng)工藝的1/3-1/2)
、增量擴(kuò)容方便、自動(dòng)化程度高
、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)
。
目前應(yīng)用的MBR膜有中空纖維膜、有機(jī)平板膜
、陶瓷膜
、軟片膜等，其中市場主流是中空纖維膜和有機(jī)平板膜
。這兩類膜各有優(yōu)缺點(diǎn)
，客戶如何就具體工程而選擇合適的膜呢？請看下文對比篇
。
在我國西南地區(qū)某污水處理廠進(jìn)行
，中試運(yùn)行過程中，污水處理廠A2/O曝氣池泥水混合物經(jīng)細(xì)格網(wǎng)過濾后
，分別進(jìn)入有機(jī)平板膜分離系統(tǒng)和中空纖維膜分離系統(tǒng)，在產(chǎn)水泵負(fù)壓作用下
，水從膜外側(cè)透過濾膜
，污泥被隔離在膜外側(cè)，實(shí)現(xiàn)泥水分離
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；旌衔镆揽恐亓亓髦炼脸?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，在膜組件底部曝氣進(jìn)行膜擦洗。中試工藝流程見圖
。
1、間歇出水時(shí)間
為了控制膜污染，膜分離單元在持續(xù)曝氣的同時(shí)，通過定期暫停出水來減輕膜表面污泥的沉積
。MBR工程中間歇出水的典型設(shè)置為每過濾8-15min，停止1-2min
。這里將產(chǎn)水泵的抽吸時(shí)間與停吸時(shí)間的比值稱為抽停比
。
由圖2和圖3可見，兩膜的跨膜壓差(TMP)上升速率均隨抽停比的增加而增大，平板膜TMP變化更為明顯
。雖然在抽停比為5∶1時(shí)兩膜TMP上升速率最小，但統(tǒng)籌考慮TMP上升速率和產(chǎn)水量
，可認(rèn)為試驗(yàn)條件下兩膜的理論最佳抽停比均為9∶1
。
MBR膜分離系統(tǒng)內(nèi)曝氣的主要作用是產(chǎn)生液流紊動(dòng)和瞬時(shí)剪切力，從而增強(qiáng)膜的滲透性
。一般情況下，由于平板膜的堆積密度較小
，即單位膜面積所對應(yīng)的膜組件投影面積較大
，需要在相對較大的面積上布?xì)猓虼似淦貧鈴?qiáng)度(單位膜面積的曝氣量)高于中空纖維膜
。
如圖4所示，平板膜TMP上升速率隨曝氣強(qiáng)度的增加而減小，而廠商推薦最DI曝氣強(qiáng)度為1.14 m3/(m2 .h)
，為保證裝置長期運(yùn)行
，將平板膜的曝氣強(qiáng)度設(shè)定為1.20m3/(m2 .h)。
中空纖維膜TMP幾乎不受曝氣強(qiáng)度變化的影響[曝氣強(qiáng)度為0.60-0.99m3/(m2 .h)，為節(jié)約能耗
，將中空纖維膜的曝氣強(qiáng)度設(shè)定為0.60m3/(m2 .h)。
研究表明 ，高強(qiáng)度曝氣對污泥絮體的剪切作用可促進(jìn)菌膠團(tuán)解體及胞外聚合物(EPS)釋放
，導(dǎo)致污泥絮體粒徑下降、溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)濃度和混合液粘度增加
，從而加劇膜污染
。根據(jù)UV254測定結(jié)果，平板膜內(nèi)的泥水混合物、混合物上清液及出水的UV254均高于中空膜
。UV254與蛋白質(zhì)的相對含量關(guān)系較為密切
，而蛋白質(zhì)是SMP的主要成分之一，說明平板膜內(nèi)高強(qiáng)度曝氣引發(fā)SMP升高是平板膜TMP上升速率較大的原因之一
。
3
、膜通量
根據(jù)膜通量與TMP的關(guān)系研究兩種膜的適宜運(yùn)行通量。兩膜TMP隨通量變化規(guī)律相同 ，在通量為25 L/(㎡.h)時(shí)TMP逐漸上升
，通量下降至20L/(㎡.h)后TMP保持穩(wěn)定，在通量為30L/(㎡.h)時(shí)TMP迅速上升
。由以上規(guī)律可見
，兩膜的臨界通量均在20-25L/(㎡.h);
通量與TMP的比值)可以更直觀地反映膜通量與過濾阻力的關(guān)系。由圖可見
，兩膜的透水率較為接近
，隨著設(shè)計(jì)通量的增加，平板膜和中空纖維膜的透水率分別呈下降和上升趨勢
，說明平板膜更適于在相對較低的通量下運(yùn)行
，而中空纖維膜更適于在相對較高的通量下運(yùn)行。
4
、污泥濃度
污泥濃度變化對兩膜TMP的影響差異較大。對于平板膜而言，污泥濃度由12000mg/L增加至15000mg/L時(shí)TMP下降
，由15000mg/L下降至8000mg/L時(shí)TMP上升
；中空纖維膜的變化規(guī)律與此相反，當(dāng)污泥濃度由11000mg/L增加15000mg/L時(shí)TMP上升
，由15000mg/L下降至10000mg/L時(shí)TMP下降
。可見在8000-15000mg/L的污泥濃度范圍內(nèi)
，平板膜宜以較高的污泥濃度運(yùn)行
、中空纖維膜宜以較低的污泥濃度運(yùn)行。此類現(xiàn)象在其他研究中也有發(fā)現(xiàn)
，推測是由于平板膜上形成的二次動(dòng)態(tài)膜在高污泥濃度下具有更好的性狀
，對膜污染的緩解作用更為明顯。
在同類土建結(jié)構(gòu)的污水處理廠中，規(guī)模較小的項(xiàng)目單位投資額較高。由于項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)行條件各異，且平板膜應(yīng)用項(xiàng)目較少 ，因此無法通過現(xiàn)有項(xiàng)目直接比較兩類膜的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
。為研究相同條件下兩類膜組件在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面的差異。
以處理規(guī)模為1萬m3/d的市政污水A2/O-MBR項(xiàng)目為例 ，根據(jù)中試結(jié)果和污水處理工程的一般情況選擇設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算得到項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
。A2/O-有機(jī)平板膜的項(xiàng)目總投資比A2/O-中空膜高7.7%
。
平板膜的堆積密度較小，因此根據(jù)膜組件安裝尺寸計(jì)算得到有機(jī)平板膜的膜池容積為中空纖維膜的2-2.5倍 ，平板膜分離系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)污泥濃度高50%
，故平板膜的生物池容積是中空纖維膜的3/2。平板膜采購費(fèi)用高于中空纖維膜
，此處按照單位膜面積采購費(fèi)用高25%-35%計(jì)算
。
平板膜分離系統(tǒng)的運(yùn)行成本和總成本分別比中空纖維膜分離系統(tǒng)高14.3%和12.7%。分析其原因： 能耗：由于平板膜組件的曝氣強(qiáng)度較大 、鼓風(fēng)機(jī)電耗較高
，故平板膜組件的電耗高于中空纖維膜組件；
藥劑：由于平板膜的化學(xué)清洗頻率遠(yuǎn)低于中空纖維膜 ，故平板膜組件的藥耗低于中空纖維膜組件
。
由以上分析可見，平板膜項(xiàng)目比中空纖維膜的項(xiàng)目占地面積略大些 ，前者的投資和運(yùn)行費(fèi)用略高于后者
。由于平板膜對污水水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)、設(shè)備運(yùn)行管理相對簡單
，因此更適用于難降解工業(yè)廢水和中小規(guī)模生活污水處理項(xiàng)目
，中空纖維膜投資運(yùn)行費(fèi)用相對較低，設(shè)備運(yùn)行管理要求較高
，因此更適用于大中型市政污水處理項(xiàng)目
。
摘自北京市市政研究總院有限公司，關(guān)春雨、杭世珺等人《平板膜和中空纖維膜在MBR工藝中的運(yùn)行特性對比研究》
過對平板膜和中空纖維膜的運(yùn)行特性進(jìn)行了研究，結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)我們從膜的裝填密度、抗污染性、清洗售后、運(yùn)行壽命及運(yùn)行費(fèi)用等進(jìn)行比較：
鑒于這兩種膜在前期投入、中期運(yùn)營及后期售后等綜合評估，我們建議：每天水量小于1000噸的項(xiàng)目使用平板膜，大于1000噸每天的項(xiàng)目使用中空膜，綜合成本最佳。（北美的工程商建議使用中空膜的規(guī)模為3785噸/天）
地址：成都市郫都區(qū)成都現(xiàn)代工業(yè)港北片區(qū)戴家廟路588號
郵箱：1728748202@qq.com
傳真：028-87807027
當(dāng)前位置：