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)-展示頁
2024-11-06 13:07本頁面
【正文】 已基本成熟，因此研究與開發(fā)具有通量大、強(qiáng)度高、耐酸堿與微生物腐蝕、耐污染、低成本的微 濾或超濾膜材料與組件已成為 MBR規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵。 ⑤ 污泥產(chǎn)量少，可以降低污泥處理費(fèi)用，簡(jiǎn)化污水處理工藝操作。 ③ 生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長(zhǎng)，對(duì)有機(jī)物的去除率高。 表 1 平板膜和中空纖維膜比較 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 平板膜 Kubota Toray 較少的清洗藥劑量 （ 可用空氣進(jìn)行有效清洗 ） 較少的壓力損失 較高的處理通量 易于維護(hù) 單位容積上的膜面積較小 難于使用反沖洗 中空纖維膜 Zenon Mitsubishi 單位容積上的膜面積大 可以進(jìn)行反沖洗 前處理要求格柵的尺寸較?。そz間容易污堵） 需要頻繁的化學(xué)清洗（易被SS 堵塞） 圖 2 MBR 膜組件 類型 （從左至右分別為：旭化成 MBR 膜 元 件 、Mitsubishi Rayon公司 的 SteraporeSADFTM 膜組件 、 Kubota公司 的 MBR膜組件 ） 6 與傳統(tǒng)的污水處理生物處理技術(shù)相比， MBR 具有以下明顯優(yōu)勢(shì)： ① 設(shè)備緊湊，占地少。它的前處理與后處理極其簡(jiǎn)單，所以占地小，可程控化管理，每年僅需清洗 2~3 次。 表 1是平板膜和中空纖維膜比較。根據(jù)選用膜材料的不同，又可分為有機(jī)MBR和無機(jī) MBR。按照膜組件的放置方式可分為分置式 (分體式 )和浸沒式 (一體式 ) MBR（如圖 1所示）。 膜 生物反應(yīng)器 簡(jiǎn)介 膜 生物反應(yīng)器 （ Membrane Bioreactor， MBR） 是一種 新型高效污水生物處理技術(shù)，集膜的高效分離和生物降解于一體，是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的一種污水處理新工藝。 （ 二 ） 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 前言 1969 年， DorrOliver 公司 采用超濾膜與活性污泥法相結(jié)合處理生活廢水，隨即引起了水處理領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和研究，但是受膜制備技術(shù)所限，膜的使用壽命短、膜通量小，在實(shí)際應(yīng)用中遇到障礙 。 本項(xiàng)目的實(shí)施 可 進(jìn)一步深入 對(duì) 3 PVDF 膜材料性能的基礎(chǔ)研究， 拓寬 PVDF膜材料的應(yīng)用范圍， 促進(jìn) 國(guó)內(nèi)用于污水處理和中水回用的 MBR 技術(shù)水平的提高。 聚偏氟乙烯（ PVDF）是由偏氟乙烯單體均聚或共聚得到的含氟多功能材料，由于 氟碳鏈的結(jié)合能高， PVDF具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械力學(xué)性能和耐候性，是一種綜合性能較好且被廣泛使用的膜材料 ，可用于制備微濾、超濾和滲透汽化分離膜。MBR 在各類污水處理及回用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 膜 生物反應(yīng)器（ MBR） 是一種新型高效污水生物處理技術(shù)，集膜的高效分離和生物降解于一體，是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的一種污水處理新工藝。“十二五”期間，污水處理產(chǎn)能需要增長(zhǎng) 67 %才能滿足污水處理需要?！笆濉逼陂g，我國(guó)節(jié)能減排要求更加嚴(yán)格，污染 物總量控制中增加了氨氮指標(biāo)，再生水利用率也有望到 10 %左右。”國(guó)家環(huán)保部科技標(biāo)準(zhǔn)司副司長(zhǎng)胥樹凡在 2020中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展與投融資交流會(huì)上明確表示。 面對(duì)如此嚴(yán)峻的形勢(shì)，要保證經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展，保證水資源的可持續(xù)利用，污水處理和中水回用勢(shì)在必行。雖然近些年許多大中城市建設(shè)了污水處理廠 ，但我國(guó)的水資源仍處于 “局部有改善，整體仍在惡化 ”的狀態(tài)中。 1 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) 一、可行性報(bào)告 （ 一 ） 立項(xiàng)的背景和意義 我國(guó)是世界上 21 個(gè)最缺水的國(guó)家之一，人均水資源量約 2200 m3，僅為世界人均水平的 1/4，列世界第 110 位，全國(guó) 600 多座城市中， 400多座城市缺水，其中有 100 多個(gè)城市嚴(yán)重缺水，而且在時(shí)空上分布極不均勻，開發(fā)利用難度很大。近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)展的加速，城市需水量快速增加，水污染進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致我國(guó)大部分城市普遍存在著水污染嚴(yán)重和水資源短缺的問題。水資源短缺和粗放低效利用的狀態(tài)并存，水資源及其安全性已成我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。 “‘十二五’我國(guó)環(huán)保發(fā)展第一大重點(diǎn)領(lǐng)域就是污水處理。具體包括脫氮除磷、現(xiàn)有污水處理廠升級(jí)改造、中小城市污水處理廠建設(shè)以及工業(yè)廢水處理等。而據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，至 2020 年底，我國(guó)的 2 污水處理率僅為 73 %，但這一標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國(guó)家 90 %的污水處理率相比仍有較大差距。同時(shí)，城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，排水標(biāo)準(zhǔn)的提升 也 帶來了新的市場(chǎng)和發(fā)展機(jī)遇。它 主要由池體、膜組件、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成，污水中的有機(jī)物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機(jī)物及細(xì)菌等截留于反應(yīng)器內(nèi)，使出水水質(zhì)達(dá)到回用水水質(zhì)要求，同時(shí)保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應(yīng)的進(jìn)行。膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件，出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系，選擇化學(xué)穩(wěn)定性高、耐污堵性好的膜 組 件是 MBR 工藝得以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。 本項(xiàng)目旨在研究開發(fā)具有 高 膜通量 ， 高強(qiáng)度，膜清洗曝氣少、占地面積小，不積存污泥的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定運(yùn)行的專有技術(shù)等優(yōu)點(diǎn) 的 MBR膜組件以及 MBR 模塊化技術(shù)裝備。 項(xiàng)目成果 可 廣泛應(yīng)用于 食品、石化、印染、啤酒、煙草等工業(yè)廢水的處理 ，對(duì)發(fā) 展我國(guó)膜產(chǎn)業(yè)，解決我國(guó)資源性缺水和水質(zhì)性缺水具有重要意義。 20 世紀(jì) 80 年代末到 90年代初， Zenon環(huán)境公司繼續(xù) DorrOliver公司 早期的研究，成功開發(fā)出用于處理 工業(yè)廢水 的 MBR系統(tǒng)， 商業(yè)化產(chǎn)品系統(tǒng)在 1982 年進(jìn)入市場(chǎng)。 （ 1） MBR的分類 MBR的分類 方法有多種。 按照生物反應(yīng)器是否需氧可分為好氧和厭氧 MBR。 4 圖 1 分置式 MBR（左）和浸沒式 MBR（右） MBR 按膜組件的形狀劃分， 可劃分為 3種類型 （見圖 2） ：一種是以 日本旭化成 公司為代表的中空纖維柱 式 膜組件，它具有膜面積大，占地面積小等特點(diǎn) ； 一種是以 Mitsubishi Rayon(Japan)公司為代表的中空纖維簾 式 膜組件，它具有膜面積大，易于安裝，清洗方便等特點(diǎn)，另一種是以 Kubota公司為代表的浸沒平板型簾式膜組器，它具有膜通量大，易于組裝，清洗方便等特點(diǎn)。 （ 2） MBR 的 特點(diǎn) 膜生物反應(yīng)器利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子物質(zhì)截留住，活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間（ HRT）和污 泥停留時(shí)間（ SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中
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