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1、MBR膜处理

                                           

1.1 简介:

MBR是膜生物反应器(MembraneBio-Reactor)的简称,是现代膜分离技术与传统生物处理技术有机结合而产生的一种全新的高效污水处理工艺。MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,不仅省去了二沉池的建设,而且大大提高了固液分离效率,而且由于曝气池中活性污泥质量浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现,提高了生化反应速率。同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零),从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

1.2 应用领域:

1.2.1 有机废水处理

各类饮料工厂、酒厂、食品厂、畜牧厂、屠宰厂、染整行业厂、皮革厂、纸浆厂、制药厂、高浓度有机处理厂等之废水处理

旧有污水厂制程改善逆渗透系统之前处理

1.2.2 污水中水回用

大型市政废水处理及再利用、社区生活中水回用、百货、办公大楼中水回用、餐厅或风景区废水处理及再利用

地表水净化处理

洗车厂船舶污水回收再利用

1.3  特点

1.3.1 泥水分离效果好

        可截留所有悬浮物和胶体,膜分离作用增加了曝气池中活性污泥的浓度、提高了生物降解的速率,减少剩余污泥的排放量。

1.3.2 抗污染能力强

        强度好,不断丝,出水水质可靠性高,通量大,对废水的预处理要求不高。耐冲击负荷,抗污染性能好,维护管理更方便。

1.3.3 无需反冲洗

     平板膜可利用曝气池对膜面的冲刷作用,去除附着在膜表面的污染物,从而使膜可保持较高的膜通量,水利条件易于控制。

1.4 工作原理:

膜生物反应器技术是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺,膜生物反应器因其有效的截留作用,可保留世代周期较长的微生物,实现对污水深度净化,同时硝化菌在系统内能充分繁殖,硝化效果明显,对深度除磷脱氮提供可能。

MBR技术是以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池, 在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量,主要利用膜分离beplay体育app苹果截留水中的活性污泥与大分子有机物。因此,具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成8000 ~ 12000m/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。

1.5 进出水水质比较:

一般城市污水设计进水水质

BOD5<300mg/l;

CODcr<500mg/l;

SS<300mg/l;

T-N<45mg/l;

出水水质:BOD5<10mg/l;

NH4+-N<10.0mg/l;

CODcr(30mg/l;浊度<5NTU);

总大肠细菌总数<3个/L。

2、微滤

2.1 简介

微滤又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛分孔分离过程。在压差的推动下,原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液测透过膜到低压侧,所得到的的液体一般称为滤出液或透过液,而大的粒子组分被膜截留,达到溶剂的净化目的。除此以外,还有膜表面层的吸附截留和架桥截留,以及膜内部的网络中的截留。微孔滤膜因孔径固定,可保证过滤的精度和可靠性。

微滤又称微孔过滤,是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质,在0.1-0.3Mpa的压力推动下,截留溶液中的沙砾、淤泥、黏土等颗粒或贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。

2.2 应用领域:

2.2.1 水处理行业:水中悬浮物,微小粒子和细菌的去除;

2.2.2 电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理、

2.2.3 制药行业:医用纯水除菌、除热原、药物除菌;

2.2.4 医疗行业:除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体;

2.2.5 食品工业:酒、饮料中酵母和霉菌的去除,果汁的澄清过滤;

2.2.6 化学工业:各种化学品的过滤澄清。

2.3 特点:

微滤能截留0.1-1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和无机盐等通过,但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过,微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。

属于精密过滤,具有高效、方便及经济的特点。

2.4 原理:

微滤的过滤原理有三种:筛分、滤饼层过滤、深层过滤。一般认为微滤的分离机理为筛分机理,膜的物理结构起决定作用。此外,吸附和电性能等因素对截留率也有影响。其有效分离范围为0.1-10μm的粒子,操作净雅茶为0.01-0.2Mpa。

根据微粒在微滤过程中的截留位置,可分为2种截留机制:筛分、吸附及架桥,它们的微滤原理如下:

① 筛分:微孔滤膜拦截比膜孔径大或与膜孔径相当的微粒,又称机械截留。

② 吸附:微粒通过物理化学吸附而被滤膜吸附。微粒尺寸小于膜孔也可被截留。

③ 架桥:微粒相互堆积推挤,导致许多微粒无法进入膜孔或卡在孔中,以此完成截留。

3、超滤(UF)

3.1 简介:

超滤是一种以机械筛分原理为基础,以膜两侧压差(100-1000kpa)为驱动力的膜分离技术。它可分离液相中直径在0.05-0.2μm的分子和分子量为1-10万的大分子。超滤膜的筛分孔径小,它可截留病毒病菌、胶体、大有机分子、油脂、蛋白质、悬浮物等。通过超滤膜后的出水,水质稳定,受原水水质、运行操作条件的影响很小;整个分离过程是在动态下进行,无滤饼形成。它的使用压力大大低于反渗透,它和反渗透不同处是压差越大截留率越低,它不能分离小分子物质和无机离子。

3.2 应用领域:

超过滤也是一种以压力差为推动力的液相膜分离方法。

1、医药工业及饮用水的生产:医用水的制备、饮用水的生产;

2、废水处理:食品废水的处理、电镀废水的处理、造纸废水的处理;

3、海水淡化:海水超滤预处理。

3.3 超滤膜分离的技术特点:

3.3.1 在常温和抵押下进行分离,因而能耗低,从而使beplay体育app苹果的运行费用低。

3.3.2 beplay体育app苹果体积小、结构简单,故投资费用低。

3.3.3 超滤分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理。

3.3.4 超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证超滤液的纯净。

3.4 超滤分离机理 

超滤是以压力差为推动力的膜分离过程,是在压力推动力作用下进行的筛孔分离过程。在一定压力作用下,当含有高分子溶质和低分子溶质的混合溶液流过膜表面时,溶剂和小于膜孔的低分子溶质(如无机盐)透过膜,成为渗透液被收集;大于膜孔的高分子溶质则被膜截留而作为浓缩液被回收。 

超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜分离过程,膜孔径在0.05微米至1纳米之间。超滤膜的分离范围为相对分子量约500~1000000的大分子、胶体和微粒。超滤膜的分离原理是筛分作用,其截留率取决于溶质的尺寸和形状。超滤膜的表层孔径在5~100nm之间,利用表面和微孔内的吸附、空中阻塞、表面截留等作用,分离水溶液中的大分子、胶体、蛋白质等。

4、纳滤(NF)

4.1简介:

纳滤是80年代末期问世的一种新型膜分离技术,其膜截留分子量介于反渗透膜(RO)和超滤膜(UF)之间,约为100-1000,微孔结构约为1mm左右。其以压力差为推动力,用复合于微孔基膜上,具有纳米级孔径的超薄分离层对大分子和小分子物质进行分离,可通过一种操作同时完成渗析和浓缩的两个工艺过程,可通过膜的筛选和操作条件的选择分离单糖、二糖与三糖以上高分子的功能性低聚糖。

4.2 纳滤NF应用 

纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。

与超滤或纳滤相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于: 

4.2.1 水的软化、净化——主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物及蒸发残留物质;4.2.2 物质的分离、分级——染料、抗生素、多肽、多糖等物质分离、分级浓缩;  

4.2.3 生物工程浓缩、提取——生物工程(胶质、酶)产物的浓缩、提取、脱色和去异味等;  

4.2.4 工业废水处理:制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理

4.3 纳滤NF特点:

纳滤膜本体带有电荷性,这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能,截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因,其主要特点如下:

4.3.1 允许小分子有机物和单价离子透过; 

4.3.2 能截留分子量大于100的有机物以及多价离子; 

4.3.3 可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;  

4.3.4 运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低。

5、反渗透膜(RO)

                                   

5.1 简介:

反渗透beplay体育app苹果中设计了一种反渗透膜,膜两侧的压力不同,通过两侧的压力为动力,压迫原水通过反渗透膜,盐的浓度低的会向浓度高的盐方向渗透,能够达到的平衡状态下,就是液体的渗透压。 当含有的盐水一侧的压力对于另一侧的渗透压力时候,就会发生反方向的流动,就产生了反渗透过程。反渗透纯净水beplay体育app苹果都是采用了这种技术,采用了自动供水和断水的智能化控制。

5.2 应用范围:

5.2.1 制取电子工业生产如显像管玻壳、显像管、液晶显示器、线路板、计算机硬盘、集成电路?芯片、单晶硅半导体等工艺所需的纯水、高纯水;

5.2.2 制取热力、火力发电锅炉,厂矿企业中、低压锅炉给水所需软化水、除盐纯水;

5.2.3 制取医药工业所需的医用大输液、注射剂、药剂、生化制品纯水、医用无菌水及人工肾透析用纯水等;

5.2.4 反渗透beplay体育app苹果制取饮料(含酒类)行业的饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水,酒类酿造水和勾兑用纯水;

5.2.5 海水、苦咸水制取生活用水及饮用水;

5.2.6 制取电镀工艺用去离子水;电池(蓄电池)生产工艺的纯水;汽车、家用电器、建材产品 表面涂装、清洗沌水;镀膜玻璃用纯水;纺织印染工艺所需的除硬除盐水;

5.2.7 石油化工业如化工反应冷却水;化学药剂、化肥及精细化工、化妆品制造过程用工艺纯?水; 

5.2.8 宾馆、楼宇、社区机场房产物业的优质供水网络系统及游泳池水质净化; 

5.2.9 线路板、电镀、电子工业废水处理及回用;

5.2.10 生活、医院、制革、印染、造纸工业废水及垃圾渗沥液的处理;

5.3 反渗透膜(RO)技术的特点:

5.3.1 反渗透的脱盐率高,单只膜的脱盐率可达99%,单级反渗透系统脱盐率一般可稳定 在90%以上,双级反渗透系统脱盐率一般可稳定在98%以上。

5.3.2 由于反渗透能有效去除细菌等微生物、有机物,以及金属元素等无机物,出水水质 极大地优于其它方法。 

5.3.3 反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉,减少环境污染。 

5.3.4 减缓了由于源水水质波动而造成的产水水质变化,从而有利于生产中水质的稳定, 这对纯水产品质量的稳定有积极的作用。 

5.3.5 可大大减少后续处理beplay体育app苹果的负担,从而延长后续处理beplay体育app苹果的使用寿命。

5.4 反渗透膜(RO)工作原理

RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至 纳米级(1纳米=10-9米 ),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机 盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜,从而使可以透过的 纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。

反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压,除水分子 可以透过RO膜外,水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外, 无法透过RO膜而被高压浓水冲走。

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