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管式超濾膜是膜生物反應器(MBR)技術中的核心分離組件,以其獨特的結構和運行方式,特別適用于處理高濃度、高粘度、高雜質含量的工業廢水及難降解廢水。它采用外壓式或內壓式過濾,將活性污泥混合液中的污泥、膠體、大分子有機物等截留,實現泥水的高效分離,產水水質優良且穩定。
抗污染與耐惡劣水質能力
大流道設計:膜管內徑通常為6mm、8mm、10mm甚至更大,對進水預處理要求低,可容忍更高的懸浮物濃度和纖維雜質,不易發生堵塞。
強抗沖擊負荷:能應對水質、水量的劇烈波動,運行穩定性高。
高運行通量與穩定產水
通過膜管內高速錯流(通常3-4 m/s),產生強烈的剪切力,能有效沖刷膜表面,減輕濃差極化和污染物沉積,從而維持較高的運行通量和長期穩定的產水能力。
易于清洗與維護
物理清洗高效:可采用“清水沖洗 + 空氣擦洗"的組合方式,在線恢復膜通量。
化學清洗:堵塞嚴重時,可方便地進行離線化學浸泡清洗或在線循環化學清洗,清洗后通量恢復率高(通常>95%),膜壽命長。
模塊化設計,靈活性高
由單根膜管并聯集成膜組件,可根據項目處理規模靈活組合。單根膜管損壞時可單獨更換,降低維護成本。
| 參數項 | 典型規格 / 范圍 |
|---|---|
| 膜材料 | 聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚氯乙烯 (PVC) 等,PVDF因化學穩定性好常用。 |
| 膜孔徑 | 0.01 - 0.1 μm (屬超濾范圍) |
| 膜管直徑 | Φ6mm, Φ8mm, Φ10mm, Φ12.5mm 等 |
| 單支組件膜面積 | 10 - 40 平方米(取決于長度和膜管數量) |
| 設計通量 | 40 - 100 L/(m2·h) (取決于廢水類型和濃度) |
| 運行跨膜壓差 | 0.2 - 0.6 bar (初始),可達 1.5 - 2.0 bar |
| 耐受pH范圍 | 2 - 11 (清洗時可達更寬范圍) |
| 耐受溫度 | 40 - 45°C |
管式MBR膜尤其適合以下高難度工業廢水處理:
垃圾滲濾液處理: 是其經典、廣泛的應用場景。
制藥、化工、農藥廢水: 成分復雜、毒性大、可生化性差。
食品、飲料、發酵廢水: 高濃度有機廢水,含油脂、蛋白質。
紡織印染、制革廢水: 高色度、高懸浮物、含染料及助劑。
石油、焦化廢水: 含油、高COD、高氨氮。
高濃度市政污泥厭氧消化液(上清液)處理。
運行模式: 通常采用連續錯流運行,配套大流量循環泵提供高速錯流。
清洗策略:
維護性清洗: 每24-48小時進行一次,采用低濃度化學藥劑(如次氯酸鈉、檸檬酸)在線循環清洗。
恢復性清洗: 當TMP升高至設定上限,進行,采用更高濃度藥劑離線浸泡清洗。
關鍵運行參數監控: 跨膜壓差(TMP)、循環流量、產水通量、進水水質是核心監控指標。
| 特性 | 管式MBR膜 | 中空纖維/平板MBR膜 |
|---|---|---|
| 流道/抗堵性 | 大流道,強 | 窄流道或平板間隙,易堵 |
| 預處理要求 | 低,可省去精細格柵 | 高,需精密預處理 |
| 適用水質 | 高濃度、高雜質、難處理工業廢水 | 市政、一般工業廢水 |
| 運行能耗 | 較高(因需要大流量循環) | 較低 |
| 通量 | 高且穩定 | 相對較低,易衰減 |
| 清洗維護 | 方便,可離線浸泡 | 在線化學清洗為主,復雜工況下恢復難 |
| 占地面積 | 較大 | 緊湊 |
| 投資成本 | 較高 | 相對較低 |
管式MBR的場景: 當廢水屬于高濃度、高含固率、高污染負荷、成分復雜的工業廢水,或者作為傳統生化工藝的強化與替代升級方案時,管式MBR是可靠甚至的選擇。
對于常規市政污水或較清潔的工業廢水,可綜合考慮投資、運營成本及占地面積,選擇更經濟的中空纖維或平板MBR。
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