【MBR专题调研】MBR项目膜材料分析

　　中国水网2010年9月——2011年2月开展了“应用MBR工艺万吨级/日以上规模的市政污水处理项目”专题调研，调查对象为规模在1万吨/日以上的市政污水MBR项目，结合调研问卷和走访等方式，并在2011年3月4日召开了“MBR技术应用”的专题沙龙活动，涉及到设计院、专家、企业等100多人参加，本文内容摘自中国水网《应用MBR万吨级市政污水处理项目》调研报告。
　　目前各种制备MBR膜材料的方法、膜的耐污染性、硬度、强度、通量等指标都不相同，这些关键性指标也直接影响着MBR工程的投资和运行费用。MBR工程应用在国内近十年的迅速发展，也得益于膜材料的不断进步和膜组件的更新。
　　膜材料分析
　　目前用于MBR技术的膜材料可以分为高分子有机膜材料和无机膜材料两种。其中高分子有机膜材料包括：聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等;无机膜包括金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃、沸石、无机高分子材料等。
　　就性能和成本来说：有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。无机膜相对耐酸碱和高温，寿命长，但成本高。
　　根据中国水网调查的数据，MBR项目采用的膜多为高分子有机膜(以PVDF为主)，全部受访企业均生产或者采用高分子有机膜材料，仅有14.3%的企业生产或者采用无机膜材料。
　　PVDF材料制备方法分析
　　在膜材料的制备方面，主要有湿法纺丝和热致相两种模式的制备方法，湿法纺丝技术比较成熟，约占MBR市场容量的60%以上。热致相制备方法由日本旭化成企业于2000左右推出，2005年开始在中国市场应用，目前最具代表性的项目是广州大亚湾石化项目。天津膜天膜集团也已经研发了热致相的制备和生产线，暂未推向市场。另有一种制备方法，是在湿法纺丝的基础上增加支撑管，以GE和三菱为代表。目前这三种膜材料的制备方法都存在着一定的短板，而且每种短板对于MBR的推广应用都存在着一定的影响
　　膜组件分析
　　膜组件主要有中空纤维、平板、和管式三种。膜组件的选择主要依循4项原则：(a)性能：足够的强度、通量、抗污染性、寿命;(b)稳定性：清洗恢复性好，长期运行中能保持出水通量稳定;(c) 节能型：结构与流态、曝气方式;(d) 易维护：易于安装、拆卸、清洗等。
　　膜丝组成的最小单元是膜组件，膜组件按照一定的形式设计、安装即为膜组器。各膜厂商均是以膜组器形式提供服务。目前主要有中空纤维膜组器、平板膜组器以及管式膜组器三种。生产中空纤维膜组器的厂商主要有GE-Zenon、三菱丽阳、美能(Memcor)、陶氏(Omexell)、科氏(Puron)、膜天膜、碧水源等，生产平板膜组器的厂商主要有久保田、新加坡凯发(Hyflux)、东丽(Toray)、琥珀(Huber)、Bio-cell、斯纳普、蓝天沛尔等，生产管式膜组器的厂商主要有Norit X-Flow、新加坡凯发(Hyflux 陶瓷膜)南京化工大学(陶瓷膜)。
　　根据中国水网调查获得的数据来看，在调查获得的全部MBR项目中，有83.3%的项目采用中空纤维膜组件，其中全部万吨级以上的项目都采用了中空纤维膜组件，调研项目中涉及了如下膜厂商的项目，如GE、美能、三菱丽阳、旭化成、西门子、膜天膜、碧水源等主要厂商。同时，包括四川汉旺污水厂、昆山钞票纸厂废水处理厂在内的项目采用板框式膜组件，调研项目中涉及了如下平板膜厂商，如久保田、新加坡凯发、东丽、蓝天沛尔、斯纳普、siClaro等;而以重庆同兴垃圾焚烧厂渗滤液处理项目为代表的少数项目则选择了管式膜组件。中空纤维和板框式膜组件是目前我国采用最为广泛的两种类型的膜组件，相比之下市政污水处理项目以采用中空纤维膜的MBR项目居多。