膜生物反應(yīng)器一般分為三種構(gòu)型:
• 平板式
• 中空纖維式
• 多管式.
每個(gè)構(gòu)型更適合于特定的應(yīng)用,所以考慮選擇MBR技術(shù)用于特定用途時(shí),膜構(gòu)型的選擇是非常重要的。
總體而言,平板膜幾乎都是浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器,廣泛應(yīng)用于工業(yè)和市政,以其操作簡(jiǎn)便、占地面積小而廣受青睞。
中空纖維膜幾乎也都是浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器,既為工業(yè)和市政應(yīng)用,在大型工程中以其膜曝氣耗能少而受到青睞。
氣提多管式系統(tǒng)往往用于處理小污水流量的工業(yè)裝置上,以其結(jié)實(shí)、操作靈活、易控而受到青睞。氣升式多管系統(tǒng)與平板和中空浸沒(méi)式系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)。
多通道式系統(tǒng)
多通道式技術(shù)通常是指陶瓷“整體式”膜內(nèi)的矩形或正方形通道,整體是一個(gè)單件材料形成的MC組件。這些組件的使用方式和多管式膜一樣。
膜材料
水進(jìn)展
應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器的膜很簡(jiǎn)單,就是讓水和溶解性物質(zhì)通過(guò)而固體顆粒物被截留,這就是“選擇性滲透”,其選擇性取決于膜孔徑的大小。膜生物反應(yīng)器中,孔尺寸的范圍比較小,從微濾(MF)范圍的0.1~0.4μm到粗超濾(UF)的0.02和0.1微米之間。
膜材料主要包括兩類(lèi):聚合物和陶瓷。膜材料經(jīng)過(guò)成型加工,達(dá)到可以使水通過(guò)的要求才具有實(shí)用價(jià)值。
多種不同聚合物和陶瓷原料均可用于制備膜。通常膜表面的薄層具有選擇透過(guò)性,而支撐層空隙更大,膜層較厚,主要作用是提供機(jī)械穩(wěn)定性。
膜通常制成:
• 具有高的表面孔隙率,或膜孔截面積占總膜面積的百分比;
• 具有較窄的孔徑分布,以提供盡可能高透水量和的選擇透過(guò)性;
• 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度(即具有結(jié)構(gòu)完整性)。
膜材料通常需要對(duì)熱和化學(xué)腐蝕具有一定的耐受力,如在化學(xué)清洗時(shí)會(huì)出現(xiàn)的極端溫度、pH和(或)高濃度氧化劑等。 理想的膜材料還應(yīng)具備一定的抗污染能力。
陶瓷與聚合物
陶瓷膜是更健壯的抵抗力方面結(jié)垢和化學(xué)侵蝕,但仍限于在膜生物反應(yīng)器技術(shù)的特殊應(yīng)用 – 主要是由于其相對(duì)高的成本。陶瓷多通道’巨石’已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在使用某些應(yīng)用,而最近的陶瓷平板的配置已經(jīng)出臺(tái)。不過(guò),商業(yè)MBR膜是幾乎所有的聚合物。
以上所提供的MBR膜組件產(chǎn)品的一半是基于聚偏氟乙烯,或PVDF。下一個(gè)最常見(jiàn)的材料是聚醚砜(PES)。良好的耐化學(xué)性和表面結(jié)構(gòu)的結(jié)合意味著,這些高分子材料占據(jù)主導(dǎo)地位。
然而,聚烯烴膜(特別是聚乙烯,PE)也可使用。該polyolefenic中空纖維(HF)膜是其中最低的一切MBR膜材料原材料生產(chǎn)成本,由擠壓在受控條件下(或“干法紡絲”),該物質(zhì)產(chǎn)生裂隙狀氣孔產(chǎn)生的毛孔根本。此狹縫狀的孔結(jié)構(gòu)是從更復(fù)雜的熱致相分離(TIPS)方法,聚偏氟乙烯,其產(chǎn)生更經(jīng)典的偽一維孔隙區(qū)分。剩余的材料 – 聚丙烯腈(PAN),聚砜,聚乙烯醇(PVA)和polytetrafluorethane(PTFE) – 是不太常見(jiàn)的。