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膜材料及膜組件應(yīng)用介紹
摘要：
MBR膜作為膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)中的核心部件，是工藝系統(tǒng)的“心臟”。其作用是實現(xiàn)精密、**的固液分離。但是，在實際中，膜的成本高、壽命短、易受污染，成為了MBR應(yīng)用的“瓶頸”。因此需要進(jìn)一步開發(fā)與研制低成本、高性能的耐污染、高通量的MBR膜。
關(guān)鍵詞：
膜分離 膜組件 膜材料 有機(jī)膜 無機(jī)膜
正文：
膜可定義為一定流體相中，有一均勻的一相或是由兩相以上薄層凝聚物質(zhì)將流體相分隔成了2部分，這一薄層物質(zhì)被稱為膜。膜分離技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的一門新興多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，利用具有特殊選擇透過性的有機(jī)高分子材料或無機(jī)材料，形成不同形態(tài)的膜，并在一定的驅(qū)動力作用下，將雙元或者多元組分分離或濃縮。
膜材料研究進(jìn)展:膜材料作為膜分離技術(shù)的核心越來越受到人們的關(guān)注。**早的分離膜材料是纖維素及其衍生物，近年來，各種高性能纖維素及高分子有機(jī)聚合物膜材料的開發(fā)層出不窮，并出現(xiàn)了新型的陶瓷、多孔玻璃、氧化鋁等無機(jī)膜材料和有機(jī)無機(jī)膜材料。為了更好地發(fā)揮膜技術(shù)的優(yōu)勢，分離膜材料成為近年來研究的熱點。
膜的分類：膜可以由很多種材料制備，可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。
一 根據(jù)膜斷面的物理形態(tài)，可將膜分為對稱膜、不對稱膜和復(fù)合膜；
二 按照膜的分離原理又可分為電滲析、反滲透、納濾、超濾、微濾等，
三 按照膜結(jié)構(gòu)分，可分為平板膜、管狀膜、卷狀膜和中空纖維膜；
為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內(nèi)實現(xiàn)**大的膜面積，通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設(shè)備內(nèi)，在一定的驅(qū)動力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝臵稱為膜組件。
1 MBR 膜組件設(shè)計的一般要求：
對膜提供足夠的機(jī)械支撐，流道通暢，沒有流動死角和靜水區(qū)； 能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染； 盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便； 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定性。
膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應(yīng)用場合、系統(tǒng)流程、膜污染及清洗、使用壽命等。
2 膜組件分類
工業(yè)上常用的膜組件形式有五種：板框式、螺旋卷式 、圓管式、中空纖維式和毛細(xì)管式。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑 >10mm; 毛細(xì)管式－ 0.5~10.0mm ；中空纖維式<0.5mm> 。
2.1板框式：
是 MBR 工藝**早應(yīng)用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機(jī)。優(yōu)點是：制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更換。缺點是：密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。
2.2 圓管式：
是由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實際中多采用內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，滲透液從管外流出。膜直徑在 6~24mm 之間。圓管式膜優(yōu)點是：料液可以控制湍流流動，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。缺點是：裝填密度小。
2.3中空纖維式：
外徑一般為 40 ～ 250 μm ，內(nèi)徑為 25 ～ 42μm 。優(yōu)點是：耐壓強(qiáng)度高，不易變形。在 MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜 -生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。優(yōu)點是：裝填密度高；造價相對較低；壽命較長，可以采用物化性能穩(wěn)定，透水率低的尼龍中空纖維膜；膜耐壓性能好，不需支撐材料。缺點是：對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。
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