MBR膜材質(zhì)分析報(bào)告

1、mbr膜材質(zhì)分析報(bào)告 mbr又稱膜生物反應(yīng)器（membrane bio-reactor），是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。按膜的結(jié)構(gòu)型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等，膜的材質(zhì)主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種。有機(jī)膜也稱高分子分離膜，是由聚合物或高分子復(fù)合材料制得的，通常包括醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、含氟聚合物等。有機(jī)膜成本相對(duì)較低，造價(jià)便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行過(guò)程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。無(wú)機(jī)膜是指以金屬、金屬氧化物、陶瓷、沸石、多孔玻璃等無(wú)機(jī)材料制成，采用材料包括al2o3、zro2、tio2、金屬氧化物、陶瓷

2、、多孔玻璃、沸石、無(wú)機(jī)高分子材料等。目前在mbr中使用的無(wú)機(jī)膜多為陶瓷膜，其優(yōu)點(diǎn)是：可以在ph=014、壓力p10mpa、溫度350的環(huán)境中使用，其通量高、能耗相對(duì)較低，在高濃度工業(yè)廢水處理中具有很大競(jìng)爭(zhēng)力；缺點(diǎn)是：造價(jià)昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。材質(zhì)特點(diǎn)：根據(jù)相似相溶原理，未經(jīng)改性處理的有機(jī)膜易受到有機(jī)料液和化學(xué)試劑的吸附、侵蝕甚至溶解，影響膜的抗污能力、分離效果、適用范圍和使用壽命。隨著制備技術(shù)的改進(jìn)，多數(shù)有機(jī)膜表現(xiàn)出較優(yōu)異的材料特性。如三醋酸纖維素膜具有高度疏水性，ph值耐受范圍48，耐溫極限180，可耐受多數(shù)醇類和油類；再生纖維素膜的ph耐受范圍為113，耐受極限溫度

3、180，耐受多數(shù)有機(jī)溶劑，特別適于微粒過(guò)濾；聚四氟乙烯具有永久疏水性，ph耐受范圍范圍達(dá)114，耐溫極限230，耐所有有機(jī)溶劑。與有機(jī)膜相比，無(wú)機(jī)膜的材質(zhì)特點(diǎn)及優(yōu)良性能體現(xiàn)為：化學(xué)穩(wěn)定性好；溫度適用范圍廣；耐污染能力強(qiáng)；機(jī)械強(qiáng)度高，更適于高黏度、高固含量含硬性顆粒的復(fù)雜流體物料的分離，對(duì)物料的預(yù)處理要求低；分離效率高，可顯著提高對(duì)特征污染物或特定分子質(zhì)量溶質(zhì)的去除率；易于再生，使用壽命為有機(jī)膜的35倍以上。在操作條件方面，兩類膜有所區(qū)別并由此對(duì)膜清洗效果產(chǎn)生不同程度的影響。無(wú)機(jī)膜的高機(jī)械強(qiáng)度使其可采用較高的跨膜壓差（tmp）進(jìn)行膜清洗，有研究表明，一定范圍內(nèi)tmp升高會(huì)使膜通量增加，但過(guò)高的t

4、mp會(huì)使膜面污染層受壓縮而變得致密，繼而造成滲透通量下降。有機(jī)膜清洗應(yīng)在較低的操作壓力（0.1mpa左右）進(jìn)行，以免引起膜絲斷裂等膜結(jié)構(gòu)損壞。有機(jī)膜以其取材廣泛、單位膜面積制造成本稍低，膜組件裝填密度大等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)獲得了非常廣泛的應(yīng)用，目前約占膜市場(chǎng)的85%左右。由于材料關(guān)系無(wú)機(jī)陶瓷膜的缺點(diǎn)是膜元件和裝置的造價(jià)較高，陶瓷材料脆性大，運(yùn)行能耗相對(duì)較高。但陶瓷膜同時(shí)具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、抗微生物能力強(qiáng)、滲透量大、恢復(fù)性能好、孔徑分布窄和使用壽命長(zhǎng)等技術(shù)特點(diǎn)。盡管有機(jī)膜的制造成本比無(wú)機(jī)膜低，但無(wú)機(jī)膜在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)合仍有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在膜材料的制備方面，主要有濕法紡絲和熱法兩種模式

5、的制備方法，濕法紡絲技術(shù)比較成熟，約占mbr市場(chǎng)容量的60%以上。熱法即熱致相分離法,簡(jiǎn)稱tips；濕法即溶劑致相分離法,簡(jiǎn)稱nips。制膜是一個(gè)復(fù)雜的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這兩種方法主要的區(qū)別在于成孔的原理不同,熱法是通過(guò)后處理燒灼成孔,而濕法是鑄膜液中的溶劑向兩相間擴(kuò)散,最后溶于溶液中成孔。目前已出現(xiàn)了在濕法紡絲制備的基礎(chǔ)上增加支撐管的方法（以美國(guó)ge和日本三菱公司為主要代表企業(yè)）?，F(xiàn)在主流的制膜材料有pvdf（聚偏氟乙烯、pes（聚醚砜）、pp等。pvdf、pp、pes/ps、pe、pvc等不同材質(zhì)mbr膜市場(chǎng)份額，可參見2014-2018年全球及中國(guó)mbr膜行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與前景趨勢(shì)預(yù)測(cè)咨詢報(bào)告。2000年開始，mbr開始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的實(shí)際工程項(xiàng)目，歷經(jīng)十幾年年的發(fā)展，應(yīng)用于mbr的超濾膜材料也由聚丙烯膜（pp）向聚乙烯膜（pe），再向聚偏氟乙烯膜（pvdf）完成了三次膜材料上的突破，降低了mbr的投資成本及運(yùn)行費(fèi)用。目前在國(guó)際及國(guó)內(nèi)，應(yīng)用mbr的超濾膜材料基本上都是以pvdf為主。目前三種制備pvdf膜材料的方法都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，而且每一種方法的缺點(diǎn)對(duì)于mbr工程應(yīng)用都是致命傷，下表為對(duì)于三種方法的綜合比較。濕法紡絲熱致項(xiàng)帶支撐管優(yōu)點(diǎn)通量大強(qiáng)度高、通量大濕法紡絲基礎(chǔ)上強(qiáng)度增加缺點(diǎn)強(qiáng)度低親水性差曝氣量大、氣水比高對(duì)于mbr的影響易斷，壽命短耐污染性能不如濕法紡絲曝氣量大