平板膜與簾式膜運(yùn)行比較
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1,國(guó)際公司
平板膜:日本東麗(Toray)、久保田(Kubota)等。
平板膜:日本東麗(Toray)、久保田(Kubota)等。
中空纖維膜:GE-Zenon、三菱(Mitsubishi)、旭化成(Asahi)、西門子(Usfilter)、陶氏(FLEXELL)等。
2. 國(guó)內(nèi)公司
平板膜:江蘇沛爾、斯納普、上海藍(lán)景膜、江蘇瑞潔特、宜興大孚等。
中空纖維膜:天津膜天、碧水源、海南立升、招金膜天等。
3. 主要材料
平板膜:主要為PVDF、PES等。
中空纖維膜:PVDF、PVC、PP、PE等。
目前,市場(chǎng)上的主流材料主要是PVDF,就材料本身具有明顯的抗氧化性、抗污染性能(相對(duì)),但也有其他材質(zhì),如PVC,以海南立升為例,將PVC中空纖維膜做到了很高的水平,包括強(qiáng)度、親水性等。
平板MBR 與中空纖維MBR 性能比較:
(1)平板MBR膜具有更好的抗污染性能
膜污染的機(jī)理包括兩種:沉積污染、鑲嵌污染。膜運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)有一小部分的膠體等物質(zhì)(小于膜孔徑)優(yōu)先進(jìn)入膜內(nèi)部,鑲嵌到膜中,形成鑲嵌污染;另一部分雜質(zhì)會(huì)在膜表面形成一層穩(wěn)定的保護(hù)膜,污染物(包括小于膜孔徑的物質(zhì))進(jìn)一步被攔截在膜表面,在表面形成一層沉積物,一般鑲嵌污染產(chǎn)生時(shí)需要較大的跨膜壓差,而MBR膜運(yùn)行時(shí)的跨膜壓差較小,所以主要產(chǎn)生沉積污染。
相比中空纖維膜生物反應(yīng)器,平板膜生物反應(yīng)器可以在更高的活性污泥濃度下保持高通量的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際使用的過(guò)程中,盡管預(yù)處理設(shè)施中會(huì)有格柵,除毛機(jī)等設(shè)備, 但好氧池中還難免進(jìn)入一些諸如毛發(fā)之類的物體, 這些絲狀物纏繞在中空纖維膜絲上, 當(dāng)污泥濃度達(dá)到一定程度, 就會(huì)出現(xiàn)泥坨, 使越來(lái)越多的膜絲纏繞在一起,大大減少了中空纖維膜絲的有效膜面積, 引起膜通量的急劇下降, 而且此類問(wèn)題也很難修復(fù),通常只能更換。平板膜生物反應(yīng)器的適用活性污泥濃度(MLSS)范圍在10000-15000mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中空纖維膜生反應(yīng)器(約6000mg/L左右),平板膜的特殊結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)膜片之間間隙可控,便于氣液混流對(duì)膜面進(jìn)行在線清洗, 抗污染性能優(yōu)越。此外,平板膜生物反應(yīng)器可以通過(guò)調(diào)節(jié)組件底部的曝氣強(qiáng)度, 通過(guò)氣水混合物在膜片表面的沖刷作用, 很好的清除膜表面的附著物,即便是由于某種不可知因素在膜表面產(chǎn)生了淤積的情況, 也可以將膜片取出,通過(guò)低壓水槍沖洗的方法去除, 使得膜能長(zhǎng)期有效的運(yùn)行, 中空纖維膜可以通過(guò)在線反洗和化學(xué)清洗,污染嚴(yán)重的情況下,膜外曝氣很難將污染物質(zhì)清除,只能通過(guò)將膜架調(diào)出水池,進(jìn)行沖洗,操作相對(duì)麻煩。
(2)機(jī)械穩(wěn)定性、斷絲現(xiàn)象
在MBR中空纖維膜誕生之初,由于沒(méi)有增加支撐物質(zhì),導(dǎo)致膜絲很容易在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生斷裂,其中包括兩種原因, 一是由于紡絲過(guò)程中的缺陷導(dǎo)致的壁厚不均勻;二是紡絲材料疲勞引起的根部斷裂,我們知道由于曝氣的原因,中空纖維在工作狀態(tài)下始終會(huì)處于幅度較大的振動(dòng)現(xiàn)象, 長(zhǎng)此以往會(huì)在其根部引起材料的疲勞, 而由于這種材料疲勞所導(dǎo)致的斷絲一旦發(fā)生, 往往是規(guī)模性的, 而這對(duì)于膜生物反應(yīng)器來(lái)說(shuō), 傷害是致命的,使得出水水質(zhì)變差。但近幾年各生產(chǎn)廠家均生產(chǎn)出高強(qiáng)的的中空纖維膜,基本不存在膜絲斷裂的情況,即使由于與環(huán)氧樹脂接觸的根部發(fā)生彎折,也不會(huì)使膜絲斷裂,可能會(huì)影響產(chǎn)水水質(zhì)。而平板膜本身有支撐層,強(qiáng)度較高,不會(huì)有斷裂等現(xiàn)象,但有些平板膜,由于設(shè)計(jì)原因,會(huì)在密封處產(chǎn)生裂痕。
(3)裝填密度
一般來(lái)說(shuō)平板膜的裝填密度低于中空纖維膜的裝填密度,約兩倍以上,就空間來(lái)說(shuō),中空纖維膜占據(jù)優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)場(chǎng)空間比較有限的情況下,可以選擇中空纖維膜。
(4)清洗方法,清洗周期
平板膜生物反應(yīng)器可通過(guò)控制組件底部的曝氣系統(tǒng)的曝氣量,對(duì)膜片進(jìn)行有效的水力沖刷, 在運(yùn)行過(guò)程中就對(duì)膜表面的污染起到控制作用, 而平板膜組件的化學(xué)清洗(在線清洗) 也更加簡(jiǎn)單,只需要把調(diào)配好的藥劑從抽吸口回灌入膜片中,浸泡一段時(shí)間即可, 不像中空纖維膜組件,需頻繁地將膜組件取出進(jìn)行反沖洗。同時(shí),相對(duì)于中空纖維膜生物反應(yīng)器,平板膜生物反應(yīng)器的清洗周期更長(zhǎng),清洗周期可達(dá)3 個(gè)月以上,且如果工作壓力始終處于比較低的狀態(tài),甚至可以不清洗。平板膜在運(yùn)行時(shí)的汽水比在30:1以上,能耗較高,清洗效果好,而中空纖維膜采用脈沖氣,汽水比在3;1~5:1左右,能耗低,清洗效果差。
(5)壽命及運(yùn)行費(fèi)用
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 現(xiàn)在市場(chǎng)上的中空纖維膜平均壽命為3~5年左右,意味著會(huì)有很大的膜更換率。而市場(chǎng)上平板膜的平均壽命都在5~7 年,不需頻繁的更換膜片,相對(duì)來(lái)說(shuō)運(yùn)行費(fèi)用大大降低, 且保證了良好的運(yùn)行狀況。平板膜具有高強(qiáng)度的支撐體,膜損傷程度低,更換率低;同時(shí)平板膜可以實(shí)現(xiàn)單張更換,更換成本也相對(duì)降低。
(6)MBR膜片更換過(guò)程簡(jiǎn)單
由于平板膜組件獨(dú)特的設(shè)計(jì), 使得在膜片損壞更換過(guò)程中, 膜片可單張更換,無(wú)需更換支架。而中間纖維膜絲斷絲達(dá)到一定數(shù)量, 整個(gè)組件就報(bào)廢, 需更換整個(gè)膜組件,費(fèi)用就將大大增加。
(7)投資運(yùn)行成本
按單位面積計(jì)算,平板膜的材料費(fèi)用要高于中空纖維膜25%左右,總的運(yùn)行成本也高于中空纖維膜??偟膩?lái)說(shuō),MBR膜除了膜組件投資大以外,自動(dòng)化程度也較高,需要較為先進(jìn)的設(shè)備,也增加了投資成本。據(jù)國(guó)內(nèi)市政污水3萬(wàn)m3/d以上處理規(guī)模項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析,MBR噸水投資成本在2000元~2500元(包括土建、膜系統(tǒng)和其他設(shè)備)之間,比傳統(tǒng)工藝高出1/3多。
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