基本介紹
- 中文名：MBR超濾膜
- 膜生物反應器：Membrane Bio-Reactor
- 孔徑範圍：0.001-0.02微米
- 粒徑：大於2～20納米
簡介,清洗方法,技術指南,礦泉水，無菌水的製備,家庭、單位和生活小區內飲用淨水,地表水，河水或井水處理後飲用,無菌液體和食品飲料製造,醫療醫藥方面的套用,
簡介
在污水處理，水資源再利用領域，MBR又稱膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor），是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。採用的膜結構型主要為平板膜和中空纖維膜，按膜孔徑可劃分為超濾技術。
超濾膜，是一種孔徑規格一致，額定孔徑範圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力，就能篩出小於孔徑的溶質分子，以分離分子量大於500道爾頓、粒徑大於2～20納米的顆粒。超濾膜是最早開發的高分子分離膜之一，在60年代超濾裝置就實現了工業化。
清洗方法
超濾膜是超濾設備的核心元件，最早開發的高分子分離膜之一，被用於超純水製備中的中端處理裝置。由於超濾膜是多空材料，以物理截留的方式去除水中的雜質，所以超濾膜要定期清洗，以保證超濾膜的通過量延長超濾膜的使用壽命。
超濾膜的清洗方法一般根據膜的性質和處理料液的性質來確定。通常和反滲透相類似，即先以水力清洗，而後根據情況採用不同的化學洗滌劑進行清洗，例如對電塗材料可以選用含離子的增溶劑，對水溶性有機塗料可以用“橋鍵”型溶劑。食品工業中蛋白質沉澱可以用朊酶溶劑或磷酸鹽、矽酸鹽為基礎的鹼性去垢劑。膜表面由無機鹽形成的沉澱可用EDTA之類的螯合劑或酸、鹼加以溶解。超濾膜的清洗方法分為七個步驟
1、 配製清洗液
2、低流量輸入清洗液
首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預熱清洗液時應以低流量。 然後以儘可能低的清洗液壓力置換元件內的原水，其壓力僅需達到足以補充進水至濃水的壓力損失即可，即壓力必須低到不會產生明顯的滲透產水。低壓置換操作能夠最大限度的減低污垢再次沉澱到膜表面，視情況而定，排放部分濃水以 防止清洗液的稀釋
3、循環
當原水被置換掉後，濃水管路中就應該出現清洗液，讓清洗液循環回清洗水箱並保證清洗液溫度恆定。
4、浸泡
停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時元件浸泡大約1小時就足夠了，但對於頑固的污染物，需要延 長浸泡時間，如浸泡10~15 小時或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度，可採用很低的循環流量。
5、高流量水泵循環
高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物，如果污染嚴重，請採用高於表1 所 規定的50%的流量將有助於清洗，在高流量條件下，將會出現過高壓降的問題，單元件最大允許的壓降為1bar (15psi)，對多元件壓力容器最大允許壓降為3.5bar(50psi)，以先超出為限。
6、沖洗
預處理的合格產水可以用於沖洗系統內的清洗液，除非存在腐蝕問題(例如，靜止的海水將腐蝕不鏽鋼管道)。為了防 止沉澱，最低沖洗溫度為20oC。 附註在酸洗過程中，應隨時檢查清洗液pH 值變化，當在溶解無機鹽類沉澱消耗掉酸時，如果pH的增加超過0.5個pH值單低，就應該向清洗箱內補充酸，酸性清洗液的總循環時間不應超過20分鐘，超過這一時間後，清洗液可能會 被清洗下來的無機鹽所飽和，而污染物就會再次沉積在膜表面，此時套用合格預處理產水將膜系統及清洗系統內的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液進行第二遍酸性清洗操作。如果系統必須停機24 小時以上，則應將元件保存在1%(重量比)的亞硫酸氫鈉水溶液中。在對大典系統清洗之前，建議從待清洗的系統內取出一支膜元件， 進行單元件清洗效果試驗評估。
7、清洗多段系統
在多段系統的沖洗和浸泡步驟中，可以對整個系統的所有段同時進行，但是對於高流量的循環必須分段進行，以保證循環流量對第一段不會太低而對最後一段不會太高，這可以通過一台泵每次分別清洗各段或針對每段流量要求設定不同的清洗泵來實現。
及時清洗超濾膜才能保持膜的透過量和壽命，而正確的清洗方法則可以節省時間和減少膜元件在清洗過程中受損。對於不同的膜組件，可以選用不同的清洗方法，如管式組件可以用海綿球進行機械清洗，中空纖維式組件可以用反向沖洗等。對於食品工業用膜還需進行消毒處理(用NaOH和H2O2等)。
技術指南
礦泉水，無菌水的製備
礦泉水是雨水湧入地層後溶解了多種礦物質的地下水，在礦泉水積聚的過程中即溶解了大量對人體健康有益的礦物質也往往同時混進了一些懸浮物、有機物細菌和大腸桿菌等有害物質。因此一般不提倡直接飲用，而使用超濾膜來處理礦泉水則是一種比較理想的方法，超濾膜可以有效濾除礦泉水中的懸浮物、有機物、細菌和大腸桿菌等有害物質，使礦泉水的透明度明顯提高，而且保留了礦泉水中的對人體健康有益的各種礦物質。如使用RO反滲透膜或納濾膜來過濾礦泉水，則在濾除了細菌等有害物質的同時將有益的礦物質也濾除了，而微濾膜的孔徑一般在1um以上，無法濾除細小的細菌和膠體物質(體積0.1um)，因此超濾膜應是處理礦泉水的理想組件。
家庭、單位和生活小區內飲用淨水
集團用水淨化：由於傳統自來水處理工藝的不足，尤其是自來水輸水管網的二次污染問題使自來水的水質日益惡化，飲水污染有害人們的健康導致疾病的發生。若使用海德能超濾膜對自來水進行二次處理，不僅去除了水中大量的懸浮物、膠體和微粒，使自來水變得乾淨、清沏透明，而且也除去了有機物、細菌和大腸桿菌等致病的物質使自來水變成乾淨衛生的直飲水，經超濾膜處理後的水質完全符合國家生飲水標準。
地表水，河水或井水處理後飲用
目前我國還是一個能源和水資源相對缺乏的國家，對不能飲用的地表水、河水和井水如採用RO裝置處置，因RO膜回收率較低，能耗大反而是一種得不償失的作法，而使用超濾膜過濾不僅省去了自來水廠的處理過程，產品水完全達到國家生飲水標準，而且超濾膜還具有系統回收率高(90%)，設備投入和運行費用低，能耗小等突出優勢。
無菌液體和食品飲料製造
A 低度白酒去濁除菌：使用超濾膜處理低度白酒具有過濾除菌，滅菌和陳化等多種功能，它可以使白酒中的辛辣、苦澀和邪雜味物質減少，而產生香味的酯類物質增加，在短時間的處理過程中應可以達到自然窖藏半年甚至數年才能完成的化學和物理變化，加速了氧化、酯化的締合作用。
B 果酒、啤酒及其他酒類的精製，酒內常含有殘存的酵母，雜菌及膠體物等而產生沉澱現象，而使用超濾膜處理後，不但使酒的澄清度提高，而且酒的口味也在一定程度上得到改善變得入口綿甜、爽淨，避免了因用加熱殺菌而形成的混濁物質析出。
C 淨化茶汁，製備濃縮茶：茶葉經水抽取後得到的茶水中，往往含有大量的固體雜質，採用傳統的機械過濾技術無法徹底清除，因而很難生產了同純淨的速溶茶，而選用超濾膜澄清處理和RO膜濃縮後將其噴霧乾燥，就可以得到粉狀速溶茶，用這種茶粉泡出來的茶水清晰、透明，口感清爽。
醫療醫藥方面的套用
A 針劑、大輸液除熱源：目前醫療機構常用的靜脈葡萄糖氯化鈉水溶液如果含有熱源，會導致受注者體溫上升，而用超濾膜法處理後的藥劑，可明顯提高藥液的質量。
B 濃縮人血清蛋白：供靜脈注射用的25%的人胎盤白蛋白通常用駐外酸銨鹽析出法製備或冷並法濃縮，不僅能耗大，操用時間長，易污染等且易導致白蛋白形成一些聚合體，而採用超濾膜對人胎盤白蛋白進行濃縮脫鹽，分離率達98%以上。
