膜的分類依據及分類介紹

一、膜材質

1、高分子有機膜材料：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。

有機膜成本相對較低，造價便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應用廣泛，但運行過程易污染、強度低、使用壽命短。

2、無機膜：是固態膜的一種，是由無機材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等制成的半透膜。

在MBR中使用的無機膜多為陶瓷膜。優點是：它可以在pH=0~14、壓力P<10MPa、溫度<350℃的環境中使用，其通量高、能耗相對較低，在高濃度工業廢水處理中具有很大競爭力；缺點是：造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有困難。

二、膜孔徑

MBR工藝中用膜一般為微濾膜（MF）和超濾膜（UF），大都采用0.1～0.4μm膜孔徑，這對于固液分離型的膜反應器來說已經足夠。

微濾膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。

超濾常用聚合物材料有：聚砜、聚醚砜（PES）、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等。

三、膜組件

為了便于工業化生產和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內實現膜面積有效化，通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設備內，在驅動力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝置稱為膜組件（Module）。

工業上常用的膜組件形式有五種：

 板框式（PlateandFrameModule）、螺旋卷式（SpiralWoundModule）、圓管式（TubularModule）、中空纖維式（HollowFiberModule）和毛細管式（CapillaryModule）。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑>10mm；毛細管式0.5~10.0mm；中空纖維式<0.5mm。

四、各種膜組件特性

1、板框式

MBR工藝開始應用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機。

優點：制造組裝簡單，操作方便，易于維護、清洗、更換。

缺點：密封較復雜，壓力損失大，裝填密度小。

2、圓管式

由膜和膜的支撐體構成，有內壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多采用內壓型，即進水從管內流入，滲透液從管外流出。膜直徑在6~24mm之間。

優點：料液可以控制湍流流動，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。

缺點：裝填密度小。

3、中空纖維式

外徑一般為40～250μm，內徑為25～42μm。在MBR中，常把組件直接放入反應器中，不需耐壓容器，構成浸沒式膜--生物反應器。一般為外壓式膜組件。

優點：耐壓強度高，不易變形，不需支撐材料；裝填密度高；造價相對較低；壽命較長，可以采用物化性能穩定，透水率低的尼龍中空纖維膜。

缺點：對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。

五、MBR膜組件設計的一般要求

1、對膜提供足夠的機械支撐，流道通暢，沒有流動死角和靜水區；

2、能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染；

3、盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便；

4、具有足夠的機械強度、化學和熱穩定性。

膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應用場合、系統流程、膜污染及清洗、使用壽命等。