【MBR專題調研】MBR項目膜材料分析

　　中國水網2010年9月——2011年2月開展了“應用MBR工藝萬噸級/日以上規模的市政污水處理項目”專題調研，調查對象為規模在1萬噸/日以上的市政污水MBR項目，結合調研問卷和走訪等方式，并在2011年3月4日召開了“MBR技術應用”的專題沙龍活動，涉及到設計院、專家、企業等100多人參加，本文內容摘自中國水網《應用MBR萬噸級市政污水處理項目》調研報告。
　　目前各種制備MBR膜材料的方法、膜的耐污染性、硬度、強度、通量等指標都不相同，這些關鍵性指標也直接影響著MBR工程的投資和運行費用。MBR工程應用在國內近十年的迅速發展，也得益于膜材料的不斷進步和膜組件的更新。
　　膜材料分析
　　目前用于MBR技術的膜材料可以分為高分子有機膜材料和無機膜材料兩種。其中高分子有機膜材料包括：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;無機膜包括金屬、金屬氧化物、陶瓷、多空玻璃、沸石、無機高分子材料等。
　　就性能和成本來說：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。無機膜相對耐酸堿和高溫，壽命長，但成本高。
　　根據中國水網調查的數據，MBR項目采用的膜多為高分子有機膜(以PVDF為主)，全部受訪企業均生產或者采用高分子有機膜材料，僅有14.3%的企業生產或者采用無機膜材料。
　　PVDF材料制備方法分析
　　在膜材料的制備方面，主要有濕法紡絲和熱致相兩種模式的制備方法，濕法紡絲技術比較成熟，約占MBR市場容量的60%以上。熱致相制備方法由日本旭化成企業于2000左右推出，2005年開始在中國市場應用，目前最具代表性的項目是廣州大亞灣石化項目。天津膜天膜集團也已經研發了熱致相的制備和生產線，暫未推向市場。另有一種制備方法，是在濕法紡絲的基礎上增加支撐管，以GE和三菱為代表。目前這三種膜材料的制備方法都存在著一定的短板，而且每種短板對于MBR的推廣應用都存在著一定的影響
　　膜組件分析
　　膜組件主要有中空纖維、平板、和管式三種。膜組件的選擇主要依循4項原則：(a)性能：足夠的強度、通量、抗污染性、壽命;(b)穩定性：清洗恢復性好，長期運行中能保持出水通量穩定;(c) 節能型：結構與流態、曝氣方式;(d) 易維護：易于安裝、拆卸、清洗等。
　　膜絲組成的最小單元是膜組件，膜組件按照一定的形式設計、安裝即為膜組器。各膜廠商均是以膜組器形式提供服務。目前主要有中空纖維膜組器、平板膜組器以及管式膜組器三種。生產中空纖維膜組器的廠商主要有GE-Zenon、三菱麗陽、美能(Memcor)、陶氏(Omexell)、科氏(Puron)、膜天膜、碧水源等，生產平板膜組器的廠商主要有久保田、新加坡凱發(Hyflux)、東麗(Toray)、琥珀(Huber)、Bio-cell、斯納普、藍天沛爾等，生產管式膜組器的廠商主要有Norit X-Flow、新加坡凱發(Hyflux 陶瓷膜)南京化工大學(陶瓷膜)。
　　根據中國水網調查獲得的數據來看，在調查獲得的全部MBR項目中，有83.3%的項目采用中空纖維膜組件，其中全部萬噸級以上的項目都采用了中空纖維膜組件，調研項目中涉及了如下膜廠商的項目，如GE、美能、三菱麗陽、旭化成、西門子、膜天膜、碧水源等主要廠商。同時，包括四川漢旺污水廠、昆山鈔票紙廠廢水處理廠在內的項目采用板框式膜組件，調研項目中涉及了如下平板膜廠商，如久保田、新加坡凱發、東麗、藍天沛爾、斯納普、siClaro等;而以重慶同興垃圾焚燒廠滲濾液處理項目為代表的少數項目則選擇了管式膜組件。中空纖維和板框式膜組件是目前我國采用最為廣泛的兩種類型的膜組件，相比之下市政污水處理項目以采用中空纖維膜的MBR項目居多。