介紹浸沒式膜過濾與加壓式膜過濾
【tuchai.cn南京純水設(shè)備】在水處理的膜技術(shù)中,常規(guī)的中空纖維微超濾膜,在應(yīng)用過程中,為了控制液體的流動方向,并提供過濾動力,通常需要外界力量,例如加壓泵進(jìn)行加壓。
加壓式膜過濾
用于水處理行業(yè)的中空纖維微超濾膜中,內(nèi)壓式膜是水從中空纖維的內(nèi)表面向外表面過濾,外壓式膜是水從膜的外表面向內(nèi)表面過濾。南京純水設(shè)備外壓式由于驅(qū)動壓力(壓力泵及真空)來源不同,分為外壓正壓式和外壓負(fù)壓式(即浸沒式)。微超濾膜也可分為壓力式和浸沒式兩大類,壓力式細(xì)分為內(nèi)壓和外壓。
全球以生產(chǎn)外壓式為主的廠家有:旭化成,Zenon(GE),Memcor(西門子),三菱、東麗、浙江歐美、天津膜天膜、東洋環(huán)境等。但許多外壓式膜廠家同樣也生產(chǎn)其它材質(zhì)的內(nèi)壓式膜。生產(chǎn)內(nèi)壓式為主的廠家主要有Koch, Norit, 海德能、Membrana, Inge等。
內(nèi)壓式與外壓式的區(qū)別如下:
外壓式基本都采用聚偏氟乙烯(PVDF)膜材質(zhì),內(nèi)壓式膜基本采用聚砜PS、聚醚砜PES為基礎(chǔ)的膜材質(zhì)。眾所周知,PVDF抗氧化性能力及機械強度遠(yuǎn)比PS、PES等材質(zhì)強,是國際微超濾膜的趨勢;
由于中空纖維內(nèi)徑較小,一般都在1mm上下,所以內(nèi)壓式膜處理污染程度較高的源水,容易發(fā)生內(nèi)徑堵塞。因此內(nèi)壓式膜處理高污染水質(zhì)經(jīng)常會有運行問題,尤其是MBR項目。在全球的浸沒式MBR中,基本都是采用外壓式MBR膜,而且趨勢采用PVDF膜;
由于內(nèi)徑較小易堵塞,所以內(nèi)壓式膜的運行膜通量較低;內(nèi)壓式膜對自清洗過濾器的要求比外壓式高;
外壓式膜一般采用空氣輔助擦洗,內(nèi)壓式膜一般只采用水反洗,比氣水聯(lián)合清洗效果差,反洗水量也大;
PVDF膜材質(zhì)本身比PS、PES的親水性稍差,但絕大多數(shù)PVDF膜廠家都對其PVDF膜進(jìn)行過親水性處理;
此外,絕大多數(shù)外壓式膜和內(nèi)壓式膜都是不對稱單皮層膜結(jié)構(gòu),生產(chǎn)工藝為濕法(相轉(zhuǎn)移法),目前也有廠家如旭化成、東洋環(huán)境等采用熱法工藝及海綿狀均一膜結(jié)構(gòu),因此膜的破損率最低,安全性最高。
浸沒式膜過濾與加壓式膜過濾的對比
“浸沒式膜過濾工藝是超低壓中空纖維膜技術(shù)與連續(xù)膜過濾技術(shù)相結(jié)合而派生出來的一種新型的膜過濾處理工藝。
它使用開放式中空纖維膜組件,將膜直接置于充滿待處理水的膜池之中,通過泵的負(fù)壓抽吸和大氣壓力,使水透過膜表面,從中空纖維膜內(nèi)側(cè)抽出,達(dá)到過濾凈化的目的。
(1)選擇壓力式和浸沒式的一般標(biāo)準(zhǔn)是:當(dāng)原水COD連續(xù)大于60mg/L, 濁度(懸浮物)連續(xù)大于20NTU時,最好選用浸沒式或者通過混凝沉淀后選擇壓力式;
(2)浸沒式優(yōu)點是可以直接過濾高濃度懸浮物而不需要復(fù)雜預(yù)處理(如可高達(dá)200NTU以上)。如MBR就是浸沒式超濾膜的一種特殊應(yīng)用,直接過濾懸浮物高達(dá)10000mg/L的污泥;但壓力式尤其是內(nèi)壓式則對進(jìn)水水質(zhì)要求較高。
(3)系統(tǒng)的占地面積非常小(直接浸入到需要處理的水中,為現(xiàn)有給水廠的改造提供了條件,可以將膜安裝到現(xiàn)有的澄清池、濾池或其他水池中);
(4)產(chǎn)水水質(zhì)接近壓力式膜組件,優(yōu)于傳統(tǒng)水處理。
(5)低跨膜壓差,且可借助水外壓,浸沒式超濾運行能耗低;
(6)浸沒式前一般不需要混凝沉淀和多介質(zhì)過濾,工藝較簡單,并且浸沒式系統(tǒng)的占地也較小,此外浸沒式的系統(tǒng)管道設(shè)備成本比壓力式低。
對比數(shù)據(jù):
(1)壓力式回收率92-95%(氣水反洗),浸沒式回收率90-92%(排放)。
(2)運行費用低。壓力式噸水電耗為0.2度,浸沒式為0.1度。
(3)以5萬噸膜系統(tǒng)水廠為例,壓力式占地面積為24m×8m;若設(shè)計成浸沒式工藝,水罐和水泵等設(shè)備不變,占地面積僅需要18m×6m。
作為廣泛應(yīng)用的兩種膜過濾形式,兩種形式的超濾在構(gòu)造形式、驅(qū)動力、通量選擇、投資與運行維護(hù)、建設(shè)周期、土建工程等多方面都存在著差異。南京實驗室純水設(shè)備總的來說,由于浸沒式超濾對預(yù)處理的要求較低、耐沖擊負(fù)荷能力強,因此應(yīng)用于污染較嚴(yán)重的水質(zhì)處理和規(guī)模較大工程時,更具優(yōu)勢。
浸沒式膜過濾的應(yīng)用
國內(nèi)應(yīng)用浸沒式膜過濾處理飲用水的實例相對較少,主要用于現(xiàn)有水廠的升級改造項目、中水回用中的應(yīng)用、雙膜法的預(yù)處理。
浸沒式膜過濾不僅出水水質(zhì)穩(wěn)定、對濁度和兩蟲的去除效果顯著,而且對預(yù)處理的要求較低、抗沖擊負(fù)荷能力更強,在市政污水和工業(yè)廢水回收利用、地表水和地下水處理、海水淡化預(yù)處理、現(xiàn)有水廠升級改造等諸多領(lǐng)域,將會發(fā)揮更大的作用。
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