MBR膜技术的应用(浅谈)

一、MBR膜是一种新型的膜分离技术，由成千上万根超高性能中空纤维膜丝组成，根据不同设计要求组成膜堆浸没在膜池中。其工作过程为：

污水经过前端处理到达MBR膜池，从周围均匀的流向每根膜丝表面，通过较低的负压抽吸，污水中活性污泥等物质被膜丝表面分离层分离。产水从膜丝表面流向内侧汇集到产水管道输送至清水池。MBR膜采用PVDF作为膜材料，均匀涂覆在支撑管表面，具有优异的物理、化学稳定性和抗氧化性。膜丝为增强型复合膜结构，PVDF分离层部分渗入编织管内部牢固结合，增加了膜丝强度，拉伸强度可达200N以上，确保在苛刻进水环境下的连续性曝气抖动而不断丝。MBR膜孔径为0.1um，膜丝开放的进水通道能够克服高悬浮物和有机物冲击，去除水中悬浮物、细菌、胶体和颗粒等较大粒径物质，出水浊度接近于零。通过膜的高效截留作用使微生物完全截留在生物反应池内，微生物浓度可高达7000-10000mg/L，是传统工艺的2-3倍。同时反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)完全分离，可有效延长污泥泥龄，减少剩余污泥排放约30%。

MBR膜生物反应器技术的模块化特征可以通过增加模块来应对处理水量的增长，操作简单，占地面积少，使得设备拆装与维护更方便。

 

二、MBR膜的材质主要分类型：

1.有机膜材料和无机膜材料两个类型。

（1）有机膜材料主要有PVDF（polyvinylidene difluoride，聚氟乙烯）、PTFE（Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯）和PVC（Polyvinylchloride，聚氯乙烯）。PVDF材料兼具氟树脂和通用树脂的特性，具有较好的耐化学腐蚀性、耐氧化性等优异性能，使用寿命在五到十年。

PTFE（Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯）是一种以四氟乙烯为单体制成的高分子聚合物，具有优秀的亲水性和抗污染性，耐酸碱性能优秀，高开孔率也使其应用产品的产水通量偏高一种以四氟乙烯为单体制成的高分子聚合物，具有较高的化学稳定性和使用寿命，优秀的亲水性和抗污染性，耐酸碱性能优秀，高开孔率也使其应用产品的产水通量偏高。

PVC作为第一代MBR膜产品，具有技术成熟、成本相对较低、造价便宜、耐菌、耐酸碱、成型结构简单等优势。

（2）无机膜材料主要为陶瓷膜，优点是：耐酸碱、耐压、耐高温、通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力，主要结构形式为平板陶瓷膜。

2.MBR膜根据孔径可分为超滤膜和微滤膜。根据物理形式可分为中空纤维膜、平板膜、管式膜。中空纤维膜又分为帘式膜和柱式膜，以及带内衬的中空纤维膜和不带内衬的中空纤维膜。根据使用状态可分为浸没式和外部型。浸没式主要是中空纤维帘膜和平板膜。外部型主要是指管膜和柱中空纤维膜，柱中空纤维膜无衬里。膜组件性质不同MBR分为内压式和外压式。内压水的渗透方向是从膜内向外出水，而外压正好相反。

三、MBR膜的进水要求取决于膜的类型和应用场景，常规的进水要求：

1. 浊度：进水浊度应小于20NTU，最好小于5NTU。
2.悬浮物：悬浮物浓度应小于10mg/L，最好小于3mg/L。
3.pH：进水pH应在6-9之间，最好在7-8之间。
4.温度：进水温度应在15-40℃之间，最好在20-30℃之间。
5.余氯：进水余氯应小于0.1mg/L，最好小于0.05mg/L。如果进水余氯超标，会对 MBR 膜产生以下影响：
（1）.膜材料受损：余氯会对膜材料造成氧化损伤，导致膜材料失去活性，降低膜的过滤效果。
（2）.膜寿命缩短：余氯会加速膜材料的老化，缩短膜的使用寿命。
（3）.膜通量下降：余氯会在膜表面形成污垢，阻碍水的通过，降低膜的通量。
（4）.膜清洗困难：余氯会使膜表面的污垢难以清洗，增加膜清洗的难度和成本。

如果进水余氯超标，应采取措施降低余氯浓度，如增加预处理设备、使用除氯剂等。同时，应定期对膜进行清洗和维护，以保证膜的正常运行。

此外，MBR膜的进水还应满足其他一些要求，如COD、BOD、氨氮、总氮、总磷等指标。在实际应用中，应根据具体情况进行调整。

 

四、增加预处理设备的方式：
1.活性炭过滤器：利用活性炭的吸附作用，去除水中的余氯、有机物等杂质。
2.紫外线消毒器：利用紫外线的杀菌作用，去除水中的细菌、病毒等微生物。
3.臭氧发生器：利用臭氧的氧化作用，去除水中的余氯、有机物等杂质。
4.离子交换器：利用离子交换树脂的吸附作用，去除水中的钙、镁等硬度离子。
5.反渗透设备：利用反渗透膜的过滤作用，去除水中的悬浮物、有机物等杂质。

这些预处理设备可以单独使用，也可以组合使用，根据水质情况和处理要求进行选择。

 

五、内压式和外压式MBR膜的区别：

内压式膜一般采用PVC材质，膜丝强度较低，如果从外部往内部压，膜丝容易被压扁。外压式膜一般采用PVDF材质，膜丝硬度较高，抗压强度较大，可以承受从外部压入的压力。主要区别体现在以下三个方面：

1.结构特点：内压式MBR膜组件的进水端和出水端均封闭，中空纤维丝进出水端封闭，中空纤维丝的孔径、长度、是否带内衬等其他结构参数均会影响MBR膜的运行效果。而外压式MBR膜组件的进水端敞开、出水端封闭，中空纤维丝进出水端敞开，中空纤维丝的孔径、长度、是否带内衬等其他结构参数同样会影响MBR膜的运行效果。

2.水流方向：内压式MBR膜的水流方向为从膜组件的内部透过中空纤维丝流向外部。而外压式MBR膜的水流方向为从外部透过中空纤维丝流向内部。

3.运行效果：内压式MBR膜容易堵塞，会造成膜通量的减少，从而降低MBR膜的处理效果。而外压式MBR膜在实际应用中比较普遍，不容易堵塞，可以保持较高的膜通量，从而保证MBR膜的处理效果。

六、MBR工艺运行工作原理：
1.污水注入：启动调节池内的调节水泵，将污水注入膜池，同时投加活性污泥。
2.曝气：启动鼓风机，空气通过膜组件下部的微孔曝气管排除微小均匀的气泡。气泡均匀上升促使膜片轻微抖动形成错流，冲刷膜片表面，防止膜的污染堵塞。
3.过滤：启动自吸泵，经膜过滤的清水通过自吸泵的抽吸进入清水池。正常运行状态下抽吸负压在10-30kpa之间，采用八分钟抽吸出水，两分钟停止，循环运行。
4.膜组件清洗：当出水真空压力超过设定值时表示膜片有污染堵塞，需要反洗或药洗。反洗在关闭产水自吸泵的情况下关闭出水阀门，开启反洗阀门开启反洗泵。反洗水通过膜组件产水管逆向进入膜片，在曝气的冲刷下以达到更好的除污效果。反洗压力不大于设定值。
5.药洗：在污染严重、反洗效果不佳的情况下采取药洗的方式来恢复膜组件的通畅，操作方式与反洗方式相同，只是将反洗水更换成预先配置好的药液。药洗结束后关闭药洗泵、反洗阀门、开启产水阀门、开启回流阀门、开启产水自吸泵，将清洗残夜回流至调节池。药液洗净后关闭回流阀门，开启出水阀门，恢复正常运行。

 

七、MBR膜工艺的优势主要有：

1.稳定性：膜丝采用PVDF作为膜材料，具有优异的物理化学稳定性和抗氧化性。

2.强拉伸：膜丝为增强型复合膜结构，PVDF分离层部分渗入编织管内部牢固结合，增加了膜丝强度，拉伸强度可达两百牛以上，确保在苛刻进水环境下的连续性曝气抖动而不断丝。

3.高效过滤：MBR膜孔径为0.1微米，膜丝开放的进水通道能够克服高悬浮物和有机物冲击，去除水中悬浮物、细菌、胶体和颗粒等较大粒性物质，出水浊度接近于零。

4.高浓度：通过膜的高效截留作用使微生物完全截留在生物反应池内，微生物浓度可达到7000至1万毫克每升，是传统工艺的两到三倍。

5.延长泥龄：反应器水力停留时间和污泥龄完全分离，可有效延长污泥泥龄，减少剩余污泥排放约30%。

6.可扩展：MBR膜生物反应器技术的模块化特征可以通过增加模块来应对处理水量的增长，操作简单占地面积少，使得设备拆装与维护更方便。

八、MBR 膜的一些主要应用领域：

MBR 膜生物反应器技术的模块化特征可以通过增加模块来应对处理水量的增长，操作简单，占地面积少，使得设备拆装与维护更方便。

1.污水处理和再利用：MBR膜可以用于处理城市污水、工业废水和农村生活污水等，实现水资源的再利用。

2.饮用水处理：MBR膜可以用于去除饮用水中的悬浮物、有机物和微生物等污染物，提高饮用水的质量。

3.工业废水处理：MBR膜可以用于处理食品、制药、化工等行业的废水，实现废水的达标排放或再利用。

4.海水淡化：MBR膜可以用于海水淡化，去除海水中的盐分和微生物等污染物，提供淡水资源。

5.污泥处理：MBR膜可以用于污泥处理，实现污泥的减量化和资源化利用。

总之，MBR膜的应用领域非常广泛，可以用于污水处理、饮用水处理、工业废水处理、海水淡化和污泥处理等领域，具有广阔的应用前景。

九、MBR 膜对比传统处理法的特点：

1.出水水质好：MBR膜可以有效地去除污水中的悬浮物、有机物和微生物等污染物，出水水质稳定且优于传统工艺。

 

2.占地面积小：MBR膜生物反应器采用模块化设计，可以根据处理水量的大小进行组合，占地面积小。

3.运行成本低：MBR膜生物反应器采用低能耗的曝气系统，能耗低，运行成本低。

4.操作简单：MBR膜生物反应器采用自动化控制系统，操作简单，维护方便。

5.适应性强：MBR膜生物反应器可以适应不同的水质和水量，具有很强的适应性。

6.污泥产量少：MBR膜生物反应器可以实现污泥的减量化，减少污泥产量。

总之，MBR膜与传统的污水处理方法相比，具有出水水质好、占地面积小、运行成本低、操作简单、适应性强和污泥产量少等优势，是一种非常有前途的污水处理技术。

 

十、MBR 膜在实际应用中限制因素：

1.膜污染：MBR膜在运行过程中会受到污水中悬浮物、有机物和微生物等污染物的污染，导致膜通量下降，影响处理效果和运行成本。

2.膜寿命：MBR膜的使用寿命一般为3-5年，需要定期更换，成本较高。

3.能耗：MBR膜需要进行曝气和抽吸，能耗较高，需要合理设计和控制。

4.膜材料：MBR膜的材料和性能对处理效果和运行成本有很大影响，需要选择合适的膜材料。

5.预处理要求高：MBR膜对污水中悬浮物和有机物等污染物的预处理要求较高，需要采取适当的预处理措施。

 

6.投资成本高：MBR膜的投资成本相对较高，需要考虑经济效益和可持续性。

MBR膜在实际应用中可能会受到膜污染、膜寿命、能耗、膜材料、预处理要求高和投资成本高等限制因素的影响，需要在设计和运行过程中进行合理控制和管理。

十一、MBR膜分离的技术特点：
1.固液分离效率高：MBR膜能够有效地进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。

2.微生物截流：MBR膜的高效拦截作用使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。

3.高效降解有机物：MBR膜反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷能力强，有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高，使MBR系统具有脱氮、除磷功能，优于传统的生物处理的工艺。

4.自动化控制：MBR膜系统采用PLC控制，可实现全自动化控制。

5.建造简单、操作方便：MBBR是移动床生物膜反应器，使用自由漂浮的塑料膜介质使微生物进行附着生长。其中的塑料薄膜介质需要保持悬浮状态，所以材料需要密度接近于水的密度，并持续曝气使污染物与附着的生物膜之间的良好接触，从而有效去除BOD。MBBR的特点包括建造简单、操作方便、有机物去除效率高、脱氮除磷效果好、不易堵塞、无需定期反冲洗。

十二、无机MBR膜材料具有的特点：

1.高化学稳定性：无机MBR膜材料可以在强酸、强碱和高盐度等恶劣环境条件下运行，不会被化学物质侵蚀或损坏。
2.高机械强度：无机MBR膜材料具有很高的机械强度，可以承受高压力和高流量的冲击，不易损坏。
3.耐高温性能：无机MBR 膜材料可以在高温环境下运行，不会因温度过高而损坏。
4.高通量：无机MBR膜材料的孔径通常比有机MBR膜材料更小，可以实现更高的通量和更好的分离效果。
总之，无机MBR膜材料具有优异的化学稳定性、机械强度和耐高温性能，可以在恶劣的环境条件下运行，具有更好的运行效果。

十三、无机 MBR 膜和有机 MBR 膜的适用范围：

1.无机MBR膜：无机MBR膜通常由陶瓷、玻璃或金属等无机材料制成，具有较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性，适用于处理高浓度、高污染的废水，如工业废水、生活污水等。此外，无机MBR膜还适用于处理高温废水和强酸强碱废水。

2.有机MBR膜：有机MBR膜通常由高分子材料制成，如聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚丙烯（PP）等，具有较好的柔韧性和过滤性能，适用于处理低浓度、低污染的废水，如饮用水、中水回用等。此外，有机MBR膜还适用于处理低温废水和中性废水。

无机MBR膜和有机MBR膜的适用范围还受到废水的性质、处理工艺和操作条件等因素的影响。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的膜材料和处理工艺，以达到最佳的处理效果。

十四、适合特定MBR膜时需考虑因素：
1.废水性质：需要考虑废水的化学成分、浊度、悬浮物浓度、温度等因素，以便选择合适的膜材料和膜孔径。
2.膜池深度和大小：需要根据膜池深度和大小选择合适的膜通量、膜片大小和组件数量。
3.膜通量：膜通量是指单位时间内通过膜的水量，选择合适的膜通量可以提高膜的分离效率和处理能力。
4.膜片大小：膜片大小是指膜的有效面积，选择合适的膜片大小可以提高膜的分离效率和处理能力。
5.组件数量：组件数量是指膜组件的数量，选择合适的组件数量可以提高膜的分离效率和处理能力。

选择适合特定废水处理需求的MBR膜需要综合考虑废水性质、膜池深度和大小、膜通量、膜片大小和组件数量等因素，以达到最佳的处理效果。

十五、常见膜组件安装指导流程：

1.准备工作：

确保安装现场干净整洁，没有杂物和污垢。检查膜组件的包装是否完好无损，确认膜组件的型号和规格是否与设计要求相符。准备所需的工具和材料，包括扳手、螺丝刀、螺栓、螺母、密封垫等。
2.安装支架：

根据膜组件的尺寸和布局要求，安装膜组件的支架或框架。确保支架或框架牢固地固定在地面或基础上，以承受膜组件的重量。
3.安装膜组件：

将膜组件小心地从包装中取出，注意不要损坏膜元件。将膜组件按照设计要求放置在支架或框架上，确保每个膜组件的位置正确。使用螺栓和螺母将膜组件固定在支架或框架上，确保连接牢固。
4.连接管道：

根据膜组件的进出水流向，连接进水管道、产水管道和排水管道。使用适当的管道连接件和密封垫，确保管道连接紧密，无泄漏。
5.连接电源和控制系统：

根据膜组件的电气要求，连接电源电缆和控制系统电缆。确保电气连接正确、牢固，并符合安全标准。
6.检查和调试：

安装完成后，仔细检查所有的连接是否牢固，有无泄漏。进行膜组件的调试和试运行，检查膜组件的运行情况，确保其正常工作。

需要注意的是：膜组件的布置方式有两种，分别是分体式和一体式。分体式膜组件安装时需要先安装曝气底座，一体式膜组件直接整体吊入找平安装。安装固定完成曝气底座后，将膜箱放置在曝气底座上方，安装两侧导杆，用螺栓将曝气底座与膜箱连接固定，并将两侧导杆上部与池壁进行连接固定。曝气底座一端与曝气支管通过法兰连接，另一端安装散气管，膜箱上的集水管与产水支管通过法兰连接。

以上步骤仅提供了一般的指导，具体的膜组件安装流程可能因膜组件的类型、系统设计和安装环境的不同而有所变化。在进行膜组件安装之前，建议仔细阅读膜组件的安装手册和相关技术规格，或咨询膜组件制造商或专业的安装人员，以确保正确、安全地安装膜组件。

十六、膜组件有损坏采取以下措施：

1.检查损坏情况：仔细检查膜组件的损坏程度和位置，确定是否可以进行修复或更换。

2.拍照记录：对损坏的膜组件进行拍照记录，以便与制造商或供应商沟通和解决问题。

3.联系制造商或供应商：及时与膜组件的制造商或供应商联系，向他们报告损坏情况，并咨询他们的建议和处理方案。

 

4.遵循制造商的指导：根据制造商或供应商的要求，按照他们提供的指导进行处理。可能的处理方式包括更换损坏的膜组件、进行修复或采取其他适当的措施。

5.保留损坏组件：在与制造商或供应商沟通之前，保留损坏的膜组件，以便他们进行进一步的检查和分析。

6.遵循安全规定：在处理损坏的膜组件时，遵循相关的安全规定和操作规程，确保操作人员的安全。

处理膜组件损坏问题时，及时与制造商或供应商沟通是非常重要。他们可以提供专业的建议和支持，帮助解决问题，并确保膜组件的正常运行。

 

十七、膜组件损坏常见原因：

1.输送介质不匹配：隔膜泵膜片的耐用度与价格高低没有关系，主要与输送介质有很大的关系。

2.隔膜泵高速运行：隔膜泵一般要经常处于高速运行的状态，经常空转或是半空装都会影响到膜片的使用寿命。

3.膜片材质不合适：在选材正确的情况下，膜片的材质要刚好适应泵所输送的物料。

4.膜片使用寿命到期：膜片的使用寿命大约在800万到2000万次左右。如果膜片老是损坏，很有可能就是膜片材质没有选对。

 

十八、MBR膜清洗的具体步骤：

1.压力水冲洗：用清水冲洗掉膜组件表面的浮泥。

2.气冲洗：通入空气，大气量冲洗，可以加入洗涤剂、碱、次钠等。

3.酸洗：使用草酸、柠檬酸等酸类物质进行清洗，慎用盐酸等无机强酸。

4.检查外观：清洗完成后，检查膜组件的外观，必要时重复清洗。

不同的膜材料和污垢类型需要选择不同的清洗药剂和清洗方法。清洗MBR膜时，根据膜的类型和污垢的情况选合适的清洗药剂和清洗方法，严格按照清洗说明进行操作，避免对膜造成损伤。

1.次氯酸钠：次氯酸钠是一种强氧化剂，可以有效去除膜表面的污垢和有机物。
2.盐酸：盐酸是一种强酸，可以去除膜表面的污垢和无机物。
3.柠檬酸：柠檬酸是一种有机酸，可以去除膜表面的污垢和有机物，同时还可以去除膜表面的水垢。
4.氢氧化钠：氢氧化钠是一种强碱，可以去除膜表面的污垢和有机物，同时还可以去除膜表面的水垢。
5.过氧化氢：过氧化氢是一种强氧化剂，可以去除膜表面的污垢和有机物。

十九、避免清洗对MBR膜造成损伤：

1.选择适当的清洗液：选择适当的清洗液可以避免对膜造成损伤。例如，对于一些敏感的膜材料，应该避免使用强酸、强碱或强氧化剂等腐蚀性清洗液。

2.控制清洗液的浓度和温度：控制清洗液的浓度和温度可以避免对膜造成损伤。一般来说，清洗液的浓度和温度应该根据膜的材质和污染物类型进行选择，并严格按照操作规程进行操作。

3.控制清洗时间和压力：控制清洗时间和压力可以避免对膜造成损伤。一般来说，清洗时间和压力应该根据膜的材质和污染物类型进行选择，并严格按照操作规程进行操作。

4.避免过度清洗：避免过度清洗可以避免对膜造成损伤。过度清洗可能会导致膜表面的污垢或污染物被冲刷掉，从而导致膜的性能下降。

5.定期检查膜的状态：定期检查膜的状态可以及时发现膜的损伤或污染，并采取相应的措施进行修复或清洗。

避免对MBR膜造成损伤需要选择适当的清洗液、控制清洗液的浓度和温度、控制清洗时间和压力、避免过度清洗以及定期检查膜的状态等措施。同时，操作人员应该严格按照操作规程进行操作，以确保清洗效果和膜的安全性。

 

 

二十、 高盐废水中活性污泥的作用：

1.降解有机物：活性污泥中的微生物可以将废水中的有机物分解为无机物，从而降低废水的 COD 和 BOD 等指标。

2.去除氮、磷：活性污泥中的微生物可以通过硝化和反硝化作用将废水中的氨氮和硝酸盐氮转化为氮气，从而去除废水中的氮元素。同时，活性污泥还可以通过聚磷菌的作用去除废水中的磷元素。

3.防止膜污染：活性污泥可以在 MBR 膜表面形成一层生物膜，防止膜污染的发生。同时，活性污泥还可以通过自身的代谢作用去除膜表面的污染物，保证膜的通量和使用寿命。

4.提高处理效率：活性污泥中的微生物可以通过自身的代谢作用产生一些有益的物质，如多糖、蛋白质等，这些物质可以促进微生物的生长和代谢，从而提高处理效率。

活性污泥在MBR膜在高盐废水处理中的应用中起到了非常重要的作用，它不仅可以降解有机物、去除氮、磷等污染物，还可以防止膜污染的发生，提高处理效率。

 

二十一、安装膜组件的工作流程：

在安装膜组件时，建议使用吊车进行卸货和安装。分体式膜组件安装时需要先安装曝气底座，一体式膜组件则可直接整体吊入找平安装。在安装膜组件前，必须先找平并固定曝气底座，并使用水平仪进行检查，确保水平误差不超过5毫米。如果一个池体内有多个膜组件，曝气底座之间的水平误差应不超过10毫米。如果池底的平整度不满足安装要求，可以采用铺设槽钢的方法。先将槽钢找平固定在池底，然后将曝气底座通过螺栓或焊接固定在槽钢上。完成曝气底座的安装后，将膜箱放置在曝气底座上方，然后安装两侧导杆，用螺栓将曝气底座与膜箱连接固定，并将两侧导杆上部与池壁进行连接固定。曝气底座的一端与曝气支管通过法兰连接，并在曝气支管上安装蝶阀，以便控制单组曝气量大小。曝气底座的另一端则安装散气管，并在散气管上安装球阀，控制单组散气管的开闭。另外，集水管与产水支管通过法兰与膜箱连接。此外，需要特别注意，搬运和存放膜组件的环境温度应为5-40°，避免阳光直射和雨淋。在膜箱安装完成后，禁止在周边进行焊接作业。如果必要进行动火作业，需先使用防火布盖住膜组件，以防止损伤元件。