改性聚偏氟乙烯中空纖維膜制備及mbr模塊化技術(shù)裝備開發(fā)(編輯修改稿)
2024-11-30 13:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 中水回 用的 MBR技術(shù)項目約為 9億元?？梢詾榭蛻籼峁┐笠?guī)模 MBR項目的污水處理與污水資源化整體技術(shù)解決方案的公司有：國內(nèi) 23家，國外 58家；可以為客戶提供中小規(guī)模 MBR項目的污水處理與污水資源化整體技術(shù)解決方案的公司有：國內(nèi)約 30家，國外 10家?？梢娫擃I(lǐng)域具有較高的技術(shù)壁壘。 MBR廣泛的應(yīng)用前景和迅速發(fā)展的勢頭，使得越來越多的研究機構(gòu)和公司參與進(jìn)來，大量的科研成果和工程案例提供的理論和經(jīng)驗使得 MBR的可靠性進(jìn)一步提高，隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日益提高、 MBR投資 /運行費用的逐漸降低，以及對 MBR技術(shù)信心的不斷增強， 未來的MBR市場將具有更強勁的增長潛力。因此， MBR工藝將變得更加有競 11 爭力，在中國的應(yīng)用將會更加廣泛，市場份額將會持續(xù)增加。 （ 三 ） 主要 研究開發(fā)內(nèi)容 、 技術(shù)關(guān)鍵 及主要創(chuàng)新點 本項目擬采用溶液相轉(zhuǎn)移紡絲工藝以及多孔紡絲技術(shù)，研究開發(fā)親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜；通過 MBR 膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與模塊化設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)的研究，研究開發(fā)具有高膜通量，高強度，膜清洗曝氣少、占地面積小，不積存污泥的獨特結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定運行的專有技術(shù)等優(yōu)點的 MBR 膜組件以及 MBR 模塊化技術(shù)裝備。達(dá)到 3000支 /年 8英寸 MBR 膜組件的生產(chǎn)能力， 并建立處理水量為 1000 噸 /日的新型 MBR 應(yīng)用示范工程。申請發(fā)明專利 2項，發(fā)表論文 2篇。 主要 研究 開發(fā) 內(nèi)容 （ 1）研制親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜。 現(xiàn)有 NIPS 聚偏氟乙烯中空纖維膜親水性較好，但 斷裂 強度只有100 cN左右，不能滿足 MBR 要求， 容易 斷絲；現(xiàn)有 TIPS 聚偏氟乙烯中空纖維膜，親水性差，抗污染性差， 膜 通量低，一般只有 200~500 L/（ 25 ℃， MPa）。本 項目 擬 采用 NIPS 改進(jìn)工藝，開發(fā)親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜， 斷裂 強度 ≥ 200 cN， 膜 通量 ≥ 500 L/（ 25 ℃， MPa） 。 ① 共混體系的物料組成與膜性能的研究。 ② 紡絲工藝參數(shù)與膜性能的研究。 （ 2）通過優(yōu)化設(shè)計 研究開發(fā) 新型 MBR 膜組件。 早期 MBR 膜組件 為簾式結(jié)構(gòu)，近期為無殼柱式結(jié)構(gòu)，大多為 6英 12 寸直徑、單端出水，如日本旭化成 的 UNS620A 膜組件 。 本項目擬 開發(fā)大尺寸（ 8 英寸）、雙端出水、有鏤空外殼的新型結(jié)構(gòu)，可以顯著提升膜組件的清洗與出水效率。 選擇柔性樹脂 ，對中空纖維膜根部進(jìn)行二次澆鑄， 并在澆鑄時使?jié)茶T樹脂均勻進(jìn)膠 ，可有效解決膜纖維根部斷裂的 問題 ，滿足 MBR 膜組件 使用要求 。 ① MBR 膜 組件結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)研究。 ② MBR 膜組件粘接密封技術(shù)的配方、工藝研究。 （ 3） 研究開發(fā) MBR 模塊化技術(shù)裝備 。 擬 將 3~20 支 MBR 膜組件集成在一個模塊，包含曝氣、產(chǎn)水、反洗管路，有利于施工安裝與維護(hù)檢修。研究拼裝式、模塊化的膜 生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，以降低運輸、施工安裝成本。優(yōu)化膜 生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及膜組件布置，提高空氣利用效率、降低運行能耗。 （ 4）在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善膜 生物反應(yīng)器的運行工藝及其自動控制技術(shù)。 一方面 使膜 生物反應(yīng)器的日常運行達(dá)到完全自動化，并且針對污水的不同水質(zhì)，可以快速靈活地調(diào)整裝置的運行程序，有利于膜 生物反應(yīng)器 的 產(chǎn)業(yè)化推廣；另一方面，引入高可靠度、低成本的在線監(jiān)測儀表，并且開發(fā)出能將現(xiàn)場的技術(shù)參數(shù)和運行狀態(tài)通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行牡募夹g(shù)，編制故障診斷的專家系統(tǒng)，使技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控膜 生物反應(yīng)器，對于膜 生物反應(yīng)器的故障情況做出快速反應(yīng)。 （ 5）建立處理水量 為 1000 噸 /日的新型 MBR 應(yīng)用示范工程，研究膜污染控制技術(shù)和膜性能恢復(fù)技術(shù)，以保證膜 生物反應(yīng)器的長期有 13 效運行。 主要關(guān)鍵技術(shù) （ 1）親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜 絲 制造技術(shù)。 （ 2）大尺寸（ 8英寸）、 雙端出水、 有鏤空外殼的新型 MBR 膜組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造技術(shù)。 （ 3） MBR 模塊化技術(shù)裝備的研制。 具有模塊化特征，具有集水與布?xì)怆p重功能，且易于運輸與施工安裝，滿足產(chǎn)業(yè)化的要求 。 （ 4） 新型 膜 生物反應(yīng)器的運行工藝及其自動控制技術(shù)的開發(fā)。 （ 5） 新型 膜 生物反應(yīng)器 的 膜污染控制技術(shù)和膜性能恢復(fù)技術(shù) 的開發(fā)。 主要創(chuàng)新點 （ 1） 親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜 絲 。 （ 2）大尺寸（ 8英寸）、雙端出水、有鏤空外殼的新型 MBR 膜組件。 （ 3） MBR 模塊化技術(shù)裝備 。 具有模塊化特征，具有集水與布?xì)怆p重功能，且易于運輸與施工安裝，滿足產(chǎn)業(yè)化的要求 。 （ 四 ） 預(yù)期目標(biāo) 項目 預(yù)期 目標(biāo) 該項目通過攻關(guān)，預(yù)期對制備聚偏氟乙烯中空纖維膜及 MBR 膜組件的關(guān)鍵技術(shù)實施重大突破， 研究開發(fā)出 1種 具有 高 膜通量 ， 高強度，膜清洗曝氣少、占地面積小，不積存污泥的獨特結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定運行的專 14 有技術(shù)等優(yōu)點 的 MBR 膜組件以及 MBR模塊化技術(shù)裝備 ，完成 處理水量為 1000噸 /日 的新型 MBR 應(yīng)用示范工程 。 該項目預(yù)期 達(dá)到 3000 支 /年 8英寸 MBR 膜組件 的 生產(chǎn) 能力。預(yù)期申請發(fā)明專利 2項，發(fā)表論 文2篇。 圖 4 聚偏氟乙烯中空纖維膜及 MBR 膜組件 的制備工藝技術(shù)路線 主要技術(shù)指標(biāo) （ 1） 聚偏氟乙烯中空纖維膜及 MBR 膜組件考核指標(biāo) 。 ① 親水性高強度聚偏氟乙烯中空纖維膜：斷裂強度≥ 200 cN，膜通量≥ 500 L/（ 25 ℃， MPa）。 達(dá)到 MBR 使用要求。 攪拌、溶解釜 溶解過濾器 紡絲釜，脫泡 紡絲過濾器 紡絲噴頭 紡絲芯液罐 凝固浴水 槽 繞絲機卷繞 定量切割 水洗 甘油處理 纖維干燥 纖維整理 準(zhǔn)備澆鑄 配制環(huán)氧樹脂 膜組件外殼粘接，澆鑄模具清理，準(zhǔn)備澆鑄 澆鑄 澆鑄端頭脫模，切頭 存放，固化 水洗 檢測 補漏 檢測 成品入庫 紡絲工段 15 ② MBR 膜組件產(chǎn)水量 (8英寸組件 )：≥ 10 L/（ 25 ℃， 10 KPa抽吸真空度條件下， MBR處理市政污水 時的初始過濾通量） 。 產(chǎn)水濁度：≤ 1 NTU （ 2） 處理水量為 1000噸 /日 的新型 MBR 應(yīng)用示范工程。 （ 五 ） 實施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解 在對成膜材料進(jìn)行系統(tǒng)研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，通過溶液相轉(zhuǎn)移紡絲工藝設(shè)備的改進(jìn)與優(yōu)化、 MBR膜組
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