污水处理中的MBR技术是什么,MBR膜材料怎么选?
MBR(膜生物反应器)技术是一种结合了生物处理和膜分离的先进污水处理技术。其原理是通过在生物反应器中引入膜分离装置,将生物处理单元和固液分离单元结合在一起,使得生物反应器中的微生物能够自由生长和降解有机物,同时通过膜的微孔将悬浮物、胶体等固体颗粒截留在生物反应器内,从而实现了高效的固液分离。
MBR工艺流程
MBR技术的工艺流程通常包括生物反应器、膜分离器和污泥回流系统。污水经过预处理后,进入生物反应器,微生物在此处对有机物进行生物降解。随后,水通过膜分离器,其中的微孔将悬浮物和生物污泥截留在生物反应器内,而清澈的水则通过膜孔排出。同时,一部分污泥通过污泥回流系统回流至生物反应器,维持反应器内的生物量平衡。
MBR膜材料技术发展
最早发明MBR工艺的是日本,最初是用在粪水处理,当初有平板膜,管式膜,中空纤维膜,由于当初对工艺的驾驭不够成熟,中空纤维膜和管式膜都失败了,只有久保田的平板膜效果好,所以被大力推广。随着中空纤维膜的工艺不断完善与成熟,以PVDF材料为代表的膜产品在污水中广泛应用,推动了MBR的发展,但寿命短、通量低难以通过制作工艺来改善。日本首先研发出PTFE膜产品,并开发了适用于水处理领域的PTFE膜组件,从2011年正式进入中国水处理市场后逐渐得到应用,PTFE聚四氟乙烯材质,寿命是传统PVDF的两倍以上,十余年来,诸多项目及口碑的验证,成为MBR污水处理届的明星材料和产品。

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MBR技术优势及提升办法
MBR技术因抗冲击负荷高、出水水质好、节省占地等方面的优势在水处理行业得到广泛应用,其中膜材料的选择及膜污染的控制是影响MBR技术发展的关键因素。在国家实施“污水资源化”和“双碳”目标战略的新形势下,MBR技术如何不断进行自我革新,如何扬长避短克服膜使用寿命短、清洗维护麻烦、运行能耗高等短板,充分发挥工艺优势,成为成为行业关注的焦点。
解决方案:往复式MBR技术
往复式MBR技术通过往复运动替代传统鼓风曝气,使污染物不易粘附在表面,能耗大幅降低,有效抑制膜箱积泥。往复式技术对膜材料的要求极高,需要抗老化性强、抗弯折性强,如果采用普通PVDF膜材料,很容易出现断丝的情况,PTFE材质的膜产品是往复式MBR技术的首选。

曝气MBR,污水厂主要能耗为曝气设备

往复式MBR
往复式技术如何解决MBR痛点
一是膜使用寿命问题,核心过滤材料推荐采用进口PTFE膜,市场上以住友PTFE膜为代表。可耐酸、耐碱、耐几乎所有有机溶剂,因其具有高稳定性,抗腐蚀性、耐久性等卓越的性能,而被称为“塑料王”,使用寿命为其他膜材料的2倍以上。

二是清洗维护麻烦问题,日本住友PTFE膜独特的三维立体网状结构和优良的亲水性,使得污染物不易在膜丝表面粘附,即使发生污堵依然可维持细孔和流通路径,高化学药剂耐受性使得膜丝可在强酸、强碱、强氧化性环境中稳定运行,无惧化学清洗,大大降低膜系统的使用风险。
三是运行能耗高问题,“双碳”愿景下,节能降碳技术成为产业可持续发展的焦点。往复式MBR技术,使用机械往复运动代替传统曝气MBR,使膜丝与混合液形成相对运动,既可控制膜表面的浓差极化,又让膜丝之间产生擦洗,实现膜污染的有效控制。PTFE膜材质性能好,能够提高膜组件有效长度及填充密度,一方面能够减少膜池数量,降低系统投资,另一方面能大幅降低运行能耗、提升脱氮效能。

往复式MBR技术节能降碳解决方案已在多个大型市政项目,包括地埋式污水处理项目以及渗滤液处理等领域得到广泛应用和验证。
随着污水处理技术的不断发展及环保意识的提升,MBR膜生物反应器技术及以PTFE中空纤维膜为代表的先进污水处理技术和材料,将在未来的环境保护工作中发挥越来越重要的作用。