膜反應(yīng)器知識(shí)分享

1、膜反應(yīng)器膜反應(yīng)器3、應(yīng)用1、概述2、理論內(nèi)容提要 1、簡(jiǎn)介、簡(jiǎn)介 2、膜生物反應(yīng)器原理、膜生物反應(yīng)器原理 3、膜生物反應(yīng)器類(lèi)型、膜生物反應(yīng)器類(lèi)型 4、膜生物反應(yīng)器特點(diǎn)、膜生物反應(yīng)器特點(diǎn) 5、存在問(wèn)題、存在問(wèn)題 6、發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)1、簡(jiǎn)介 膜生物反應(yīng)器，英文名膜生物反應(yīng)器，英文名Membrane Bioreactors，簡(jiǎn)寫(xiě)為，簡(jiǎn)寫(xiě)為MBR。是。是由膜分離與生物處理組合而成的一種新型、高效的污水處理技術(shù)。由膜分離與生物處理組合而成的一種新型、高效的污水處理技術(shù)。主主要有膜組件、生物反應(yīng)器、物料輸送三部分組成，以膜組件取代傳統(tǒng)要有膜組件、生物反應(yīng)器、物料輸送三部分組成，以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技

2、術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥污泥濃度，提濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過(guò)保持高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（污泥（MLSS）濃度可提升至）濃度可提升至800010,000mg/L，甚至更高；污泥齡，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長(zhǎng)至

3、可延長(zhǎng)至30天以上天以上。 膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長(zhǎng)的微生膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長(zhǎng)的微生物，可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水深度凈化，同時(shí)物，可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水深度凈化，同時(shí)硝化菌硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖，其硝在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖，其硝化效果明顯，對(duì)深度除磷脫氮提供可能?；Ч黠@，對(duì)深度除磷脫氮提供可能。2、膜生物反應(yīng)器的原理 MBR 是高效膜分離技術(shù)與活性污泥相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它是利用微生物對(duì)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，利用膜組件分離反應(yīng)產(chǎn)物，并截留生物體，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間與污泥停留時(shí)間的徹底分離， 消除了傳統(tǒng)活性工藝的污泥膨脹問(wèn)題， 并且由于曝氣池中活性污泥濃度的

4、增大和污泥中特效菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率，同時(shí)，減少剩余污泥產(chǎn)生量，提高生化處理效果。3、膜生物反應(yīng)器類(lèi)型MBR是由生物反應(yīng)器與微濾、超濾、納濾或反滲透是由生物反應(yīng)器與微濾、超濾、納濾或反滲透膜系統(tǒng)組成，可分為微濾膜生物反應(yīng)器和超濾膜生膜系統(tǒng)組成，可分為微濾膜生物反應(yīng)器和超濾膜生物反應(yīng)器等。物反應(yīng)器等。按照膜組件與生物反應(yīng)器的組合位置，按照膜組件與生物反應(yīng)器的組合位置，MBR 可分可分為分置式為分置式MBR 和一體式和一體式MBR 。MBR按膜的組件在反應(yīng)器的作用不同可分為分離膜按膜的組件在反應(yīng)器的作用不同可分為分離膜生物反應(yīng)器（生物反應(yīng)器（membrane separation bior

5、eactor，MSBR，截留和分離固體）、無(wú)泡膜生物反應(yīng)器，截留和分離固體）、無(wú)泡膜生物反應(yīng)器（membrane aeration bioreactor，MABR，無(wú)泡曝，無(wú)泡曝氣，用于高需氧量的廢水處理）、萃取膜生物反應(yīng)氣，用于高需氧量的廢水處理）、萃取膜生物反應(yīng)器（器（extractive membrane bioreactor，EMBR，用，用于工業(yè)廢水中優(yōu)先污染物的處理）。于工業(yè)廢水中優(yōu)先污染物的處理）。3.1 MABR 無(wú)泡曝氣生物反應(yīng)器無(wú)泡曝氣生物反應(yīng)器(Membrane AerationBiofilm Reactor)，簡(jiǎn)稱(chēng)為簡(jiǎn)稱(chēng)為MABR，由中空纖維膜填料部分和水流部分組成。由

6、于纖，由中空纖維膜填料部分和水流部分組成。由于纖維膜微孔直徑很小，為維膜微孔直徑很小，為0.10.5 m，曝氣產(chǎn)生肉眼不可見(jiàn)的氣泡，曝氣產(chǎn)生肉眼不可見(jiàn)的氣泡，因此稱(chēng)為無(wú)泡供氧。生物膜所需要的氧氣是通過(guò)纖維束填料供給因此稱(chēng)為無(wú)泡供氧。生物膜所需要的氧氣是通過(guò)纖維束填料供給的，中空纖維膜不僅起著供氧作用，同時(shí)又是固著生物膜的載體。的，中空纖維膜不僅起著供氧作用，同時(shí)又是固著生物膜的載體。即，純氧或空氣通過(guò)中空纖維膜的微孔為生物膜進(jìn)行無(wú)泡曝氣，即，純氧或空氣通過(guò)中空纖維膜的微孔為生物膜進(jìn)行無(wú)泡曝氣，在中空纖維膜的外側(cè)形成的生物膜與污水充分接觸，在中空纖維膜的外側(cè)形成的生物膜與污水充分接觸，污水中所含

7、污水中所含的有機(jī)物被生物膜吸附和氧化分解，從而使污水得到凈化。的有機(jī)物被生物膜吸附和氧化分解，從而使污水得到凈化。 3.2、萃取膜生物反應(yīng)器萃取膜生物反應(yīng)器EMBR 隔離式系統(tǒng)采用選擇膜將污水與生物反應(yīng)器隔開(kāi)，該膜只容許目標(biāo)污染物透過(guò)，進(jìn)入生物反應(yīng)器被降解。而各種對(duì)微生物有害的物理、化學(xué)條件不影響生物反應(yīng)器一側(cè)。 原水與循環(huán)液混合，進(jìn)行缺氧攪拌。在這半個(gè)周期的開(kāi)始，原水進(jìn)入序批處理格，與被控制回到主曝氣格的回流液混合。在缺氧和豐富的硝化態(tài)氮條件下，序批處理格內(nèi)的兼性反硝化菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體，以原水及內(nèi)源呼吸所釋放的有機(jī)碳作為碳源，進(jìn)行無(wú)氧呼吸代謝。隨著原水的加入，有機(jī)碳的濃度增

8、加，較高濃度的污泥向曝氣格回流的過(guò)程，以提高曝氣格中的污泥濃度；部分原水和循環(huán)液混合，進(jìn)行缺氧攪拌；序批格停止進(jìn)原水，循環(huán)液繼續(xù)缺氧攪拌；曝氣，并繼續(xù)循環(huán)；停止循環(huán)，延時(shí)曝氣；靜置沉淀，延時(shí)曝氣停止后，在隔離狀態(tài)下，開(kāi)始靜置沉淀，使活性污泥與上清液有效分離，為下半個(gè)周期作為澄清池出水做準(zhǔn)備。3、3 分離膜生物反應(yīng)器分離膜生物反應(yīng)器MSBR反應(yīng)器由三個(gè)主要部分組成：曝氣格和兩個(gè)交替序批處理格。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期過(guò)程中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過(guò)程中，兩個(gè)序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。4、膜生物反應(yīng)器特點(diǎn)5、存在的問(wèn)題主要問(wèn)題：膜污染、運(yùn)行成本高、設(shè)備性能要求高5、1 膜污染及處理膜污

9、染及處理 膜污染是指在膜過(guò)濾過(guò)程中，混合液中污泥絮體、膠體粒子、溶解性有機(jī)物或無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，由于膜的存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的膜表面或膜孔內(nèi)部的吸附或沉積，致使膜孔道變小或堵塞，膜表面形成凝膠層或?yàn)V餅層，從而造成膜通量降低或者跨膜壓差升高的現(xiàn)象。 膜污染的來(lái)源主要有三個(gè)方面：凝膠層，即濾餅。主要是水透過(guò)后被截留下來(lái)的部分活性污泥和膠體物質(zhì)，在濾壓差和透過(guò)水流的作用下堆積在膜表面而形成的可逆性膜面污染；溶解性物質(zhì)被膜內(nèi)微孔表面吸附或結(jié)晶，堵塞孔道，使膜通量減少，屬于可逆污染；微生物污染。 在膜表面和膜孔中有微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 因而不可避免地會(huì)有大量的微生物滋生，從而造成膜通量的減少。

10、（2）優(yōu)化運(yùn)行條件。 在MBR的實(shí)際運(yùn)行中，膜通量、操作壓力、曝氣強(qiáng)度、膜過(guò)濾的操作方式、膜表面的錯(cuò)流流速等，均對(duì)膜污染有著重要影響，并直接關(guān)系到膜的使用壽命。污泥齡也是影響活性污泥混合液及其污染特性的主要工藝參數(shù)，MBR的整體性能與污泥齡的選擇密切相關(guān)。膜組件設(shè)計(jì)是MBR運(yùn)行條件優(yōu)化的另一重要參數(shù)。調(diào)控混合液的特性。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，比較有效的調(diào)控措施有：投加吸附劑和投加混凝劑。 膜污染的控制膜污染的控制 是指采用適當(dāng)?shù)拇胧?，控制膜污染的發(fā)展，延長(zhǎng)膜的清洗周期。（1）提高膜的性能。 膜的親疏水性、孔徑、空隙率、粗糙度等自身特性對(duì)膜污染有著直接影響。通過(guò)提高膜自身的性能可以提高膜的抗污染能力。

11、5.2 5.2 運(yùn)行成本高運(yùn)行成本高 1、對(duì)膜的清洗要有專(zhuān)業(yè)人士清洗，并要求在運(yùn)行中時(shí)時(shí)監(jiān)控防止膜的污堵，造成出水水質(zhì)不穩(wěn)定。2、定期膜的更換使維修和檢查工作量加大，將占有很大生產(chǎn)成本支出。3、清洗藥品的用量也很大，并且運(yùn)行一年以后，膜的處理效率將大幅度下降 5.3 5.3 設(shè)備性能要求高設(shè)備性能要求高 1、對(duì)風(fēng)機(jī)的機(jī)械性能要求高，如果膜的抖動(dòng)不大，極易使膜受到污染，造成堵塞。2、對(duì)泵的要求也很高，如果膜的水量通量不能達(dá)到足夠大。也易使膜受到污染而堵塞。六六、 膜生物反應(yīng)器的發(fā)展趨勢(shì)膜生物反應(yīng)器的發(fā)展趨勢(shì) 從MBR日益廣泛的應(yīng)用狀況來(lái)看，目前MBR的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在： 進(jìn)行新型膜組件集裝式、密集

12、式模塊化的優(yōu)化設(shè)計(jì) 研究新的制膜方法，研制性能優(yōu)越的膜材料； 研制新型的MBR，對(duì)MBR能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行研究適宜的運(yùn)行工藝條件 隨著膜技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化以及膜在各行各業(yè)應(yīng)用的擴(kuò)大，今后MBR應(yīng)用可能獲得迅速發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域和方向如下： 應(yīng)用于高濃度、有毒、難降解工業(yè)污水的處理。如高濃度有機(jī)廢水是一種較普遍的污染源，全國(guó)造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè)每年高濃度有機(jī)物水的排放量很大，這類(lèi)污水采用常規(guī)活性污泥法處理盡管有一定作用，但是出水水質(zhì)難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。而MBR在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，決定了它可以對(duì)常規(guī)方法難以處理的污水進(jìn)行有效的處理，并且出水可以回用。 現(xiàn)有的城市污水處理廠的更新升級(jí)。特別是出

13、水難以達(dá)標(biāo)或處理流量劇增而占地面積 無(wú)法擴(kuò)大的情況。 應(yīng)用于有污水回用需求的地區(qū)和場(chǎng)所，如洗車(chē)業(yè)、賓館、流動(dòng)公廁等充分發(fā)揮膜生物反應(yīng)器占地面積小、設(shè)備緊湊、自動(dòng)控制、靈活方便的特點(diǎn)。 垃圾填埋滲濾液的處理及回用。 在小規(guī)模的污水處理廠的應(yīng)用，這由膜的價(jià)格所決定。 應(yīng)用于無(wú)排水管網(wǎng)系統(tǒng)的地區(qū)，如小居民點(diǎn)、度假區(qū)、旅游風(fēng)景區(qū)等。膜反應(yīng)器3、應(yīng)用1、概述2、理論 當(dāng)今世界，膜科學(xué)與技術(shù)有了很快的發(fā)展，近年來(lái)，開(kāi)發(fā)研究了由反應(yīng)過(guò)程和膜分離過(guò)程合起來(lái)的新型高效的膜反應(yīng)裝置。尤其適用于平衡轉(zhuǎn)化率低的反應(yīng)，當(dāng)生成物的一部分或者全部通過(guò)分離膜除去后，有利于平衡向生成物的方向移動(dòng)，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。例如：例如：

14、3.1 3.1 原理概述原理概述另外：科學(xué)工作者采用固體電解質(zhì)膜的反應(yīng)器研究水的分解反應(yīng) 本文從反應(yīng)工程的觀點(diǎn)，以一級(jí)可逆反應(yīng)為本文從反應(yīng)工程的觀點(diǎn)，以一級(jí)可逆反應(yīng)為例子，對(duì)膜反應(yīng)器進(jìn)行理論分析。例子，對(duì)膜反應(yīng)器進(jìn)行理論分析。2.1 2.1 原理概述原理概述搞清速率加快原搞清速率加快原因因探明反應(yīng)工程特探明反應(yīng)工程特性性2.2 2.2 理論分析理論分析 aA+bB 產(chǎn)物產(chǎn)物動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)方程方程：- rA= - dCA/dt=kCACB動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)方程方程：-rA=-dCA/dt=k1CA-k2Cp動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)方程方程：-rA=-dCA/dt=k1CA rp=dCp/dt=k1CA-k2Cp r

15、s=dCs/dt=k2Cp動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)方程方程：-rA= - dCA/dt=k1CA+k2CA rp=dCp/dt=k1CA rs=dCs/dt=k2CAAk1k2PAPSk1k2APSk1k22.2.1 基本表達(dá)式 膜反應(yīng)器的示意圖如圖膜反應(yīng)器的示意圖如圖1 1所示。這種膜反應(yīng)器是由反所示。這種膜反應(yīng)器是由反應(yīng)部分和分離部分組合而成應(yīng)部分和分離部分組合而成的。中間有一層薄膜將其分的。中間有一層薄膜將其分隔開(kāi)來(lái)。當(dāng)生成物的一部分隔開(kāi)來(lái)。當(dāng)生成物的一部分或者全部通過(guò)分離膜滲透到或者全部通過(guò)分離膜滲透到分離部分去后分離部分去后, ,有利于反應(yīng)平有利于反應(yīng)平衡向生成物方向移動(dòng)衡向生成物方向移動(dòng), ,

16、從而促?gòu)亩龠M(jìn)了反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行進(jìn)了反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行, ,提高了提高了轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率。 對(duì)于一級(jí)可逆反應(yīng)，反對(duì)于一級(jí)可逆反應(yīng)，反應(yīng)部分是按以下化學(xué)反應(yīng)式應(yīng)部分是按以下化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行的：進(jìn)行的： 在反應(yīng)過(guò)程任一時(shí)刻，正反應(yīng)速率r1=kcR，你反應(yīng)速率是r2=kcp,而凈反應(yīng)速率是正、逆反應(yīng)速率之差：- r1=-dCR/d= kCR-kCp r1=dCR/d=- kCR+kCp存在分離過(guò)程，及為正逆反應(yīng)和分離過(guò)程之差。 在反應(yīng)過(guò)程任一時(shí)刻，正反應(yīng)速率r1=kcR，你反應(yīng)速率是r2=kcp,而凈反應(yīng)速率是正、逆反應(yīng)速率之差：-r2=-dCp/d=-kCR+kCp r2=dCp/d= kCR-kCp存在分

17、離過(guò)程，及為正逆反應(yīng)和分離過(guò)程之差。1.膜反應(yīng)器能促進(jìn)反應(yīng)效果必須具備下列條件：膜反應(yīng)器能促進(jìn)反應(yīng)效果必須具備下列條件：（1）膜的選擇性）膜的選擇性Sm要遠(yuǎn)大于反應(yīng)平衡常數(shù)要遠(yuǎn)大于反應(yīng)平衡常數(shù)Kc的倒數(shù)。的倒數(shù)。 （2）正反應(yīng)的速率常數(shù)）正反應(yīng)的速率常數(shù)k比反應(yīng)物比反應(yīng)物R的分離速率常數(shù)的分離速率常數(shù)kR要大要大一些。一些。SmKc-12.膜反應(yīng)器的理想最大轉(zhuǎn)化率膜反應(yīng)器的理想最大轉(zhuǎn)化率Xm Xm = 1 / 1+(SmKc)-1 3.膜反應(yīng)器的各種參數(shù)與促進(jìn)反應(yīng)效果的最適宜的操作膜反應(yīng)器的各種參數(shù)與促進(jìn)反應(yīng)效果的最適宜的操作條件有關(guān)：條件有關(guān)：得到幾個(gè)基本結(jié)論：得到幾個(gè)基本結(jié)論：（1）使用催

18、化劑，提高反應(yīng)溫度，可使反應(yīng)速率常數(shù)）使用催化劑，提高反應(yīng)溫度，可使反應(yīng)速率常數(shù)k值值增大，有利于促進(jìn)正反應(yīng)，正反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)增大，有利于促進(jìn)正反應(yīng)，正反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k比莫分比莫分離速率常數(shù)大很多時(shí)，無(wú)因次參數(shù)離速率常數(shù)大很多時(shí)，無(wú)因次參數(shù)m值也越大。值也越大。（2）由于提高了反應(yīng)溫度，平衡常數(shù)）由于提高了反應(yīng)溫度，平衡常數(shù)Kc也增大，在反應(yīng)過(guò)也增大，在反應(yīng)過(guò)程中，生成物程中，生成物P的增加是有效的，如果溫度變化對(duì)的增加是有效的，如果溫度變化對(duì)Kc值得影值得影響比較小，增加生成物響比較小，增加生成物P的效果不會(huì)太大。的效果不會(huì)太大。（3）根據(jù)膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)條件，決定（）根據(jù)膜反應(yīng)器的設(shè)

19、計(jì)條件，決定（A/V)的值，在一定的值，在一定的的k，k,的條件下，用方程式（的條件下，用方程式（35）表示的（）表示的（A/V）的值，）的值，存在一個(gè)最適宜的值。存在一個(gè)最適宜的值。（4）采用選擇性高的膜，即膜選擇性）采用選擇性高的膜，即膜選擇性Sm值很大的膜。當(dāng)膜值很大的膜。當(dāng)膜的選擇性的選擇性Sm反應(yīng)平衡常數(shù)反應(yīng)平衡常數(shù)K的倒數(shù)時(shí)，對(duì)膜反應(yīng)器是十分的倒數(shù)時(shí)，對(duì)膜反應(yīng)器是十分有效的。特別是該膜只能分離生成物有效的。特別是該膜只能分離生成物P而不能分離反應(yīng)物而不能分離反應(yīng)物R，即在，即在kR趨近于趨近于0時(shí)，時(shí)，Sm趨近于無(wú)窮時(shí)，表明隨著趨近于無(wú)窮時(shí)，表明隨著Sm增大增大，正反應(yīng)的反應(yīng)速率常

20、數(shù)，正反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k也增加，所采用方程式（也增加，所采用方程式（21）定）定義的理想最大轉(zhuǎn)化率是存在的?？梢缘玫椒浅８叩姆磻?yīng)轉(zhuǎn)化義的理想最大轉(zhuǎn)化率是存在的?？梢缘玫椒浅８叩姆磻?yīng)轉(zhuǎn)化率，幾乎可達(dá)率，幾乎可達(dá)100%。膜反應(yīng)器3、應(yīng)用1、概述2、理論膜反應(yīng)器的分類(lèi) 膜反應(yīng)器是將反應(yīng)與膜分離兩個(gè)單獨(dú)的過(guò)程相耦合, 在實(shí)現(xiàn)高效反應(yīng)的同時(shí), 實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的原位分離,使反應(yīng)分離一體化。其可分為三類(lèi)：大孔膜反應(yīng)器大孔膜反應(yīng)器主要應(yīng)用領(lǐng)域是基于大孔膜如微濾、超濾等實(shí)現(xiàn)超細(xì)催化劑的循環(huán)使用以及反應(yīng)物的分散強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程等.目前, 這方面的研究主要集中在光催化與催化反應(yīng)領(lǐng)域。在光催化領(lǐng)域, 主要是采用懸浮態(tài)的光催

21、化劑如二氧化鈦等進(jìn)行有機(jī)物的降解，然后使用大孔膜實(shí)現(xiàn)光催化劑的循環(huán)使用。另外, 基于大孔膜如均孔膜的發(fā)展,可依據(jù)均孔膜的孔道規(guī)整特性,提高液滴或氣泡大小的均勻性, 增強(qiáng)反應(yīng)效果.微孔膜反應(yīng)器l微孔膜反應(yīng)器主要是基于微孔膜將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來(lái), 提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性.此類(lèi)膜反應(yīng)器中, 微孔膜既有分離作用又可實(shí)現(xiàn)催化作用。l如二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)、水汽變換反應(yīng)等均可用微孔膜反應(yīng)器來(lái)提高反應(yīng)效率。 MFI分子篩膜主要用于二甲苯異構(gòu)化反應(yīng), 為填充床膜反應(yīng)器和催化膜反應(yīng)器。 填充床膜反應(yīng)器是由對(duì)反應(yīng)惰性的 silicalite-1 分子篩膜和具有催化活性的ZSM-5分子篩催化劑構(gòu)成, sil

22、icalite-1 分子篩膜起到選擇性分離目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)二甲苯(PX)的作用。ZSM-5 分子篩膜同時(shí)具有分離和催化的雙重功能, 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示?；撬峁δ芑腗FI 分子篩膜, 在450下獲得了MX 轉(zhuǎn)化率52%和PX 產(chǎn)率為32%; 而全硅MFI 分子篩膜反應(yīng)器獲得了90%以上的PX 選擇性。致密膜反應(yīng)器致密膜反應(yīng)器主要有混合導(dǎo)體氧滲透膜反應(yīng)器、鈀膜反應(yīng)器等, 主要利用膜對(duì)某種氣體100%選擇性而進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程. 膜材料和膜反應(yīng)器發(fā)展迅速, 對(duì)物質(zhì)的高效分離與轉(zhuǎn)化過(guò)程帶來(lái)了新的機(jī)遇, 但同時(shí)也存在一些有待深入研究的共性問(wèn)題, 主要包括傳質(zhì)與分離機(jī)理的模擬研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、微結(jié)構(gòu)(孔道與表面性

23、質(zhì))的精準(zhǔn)構(gòu)筑與調(diào)變、膜孔結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理與原位表征、面向應(yīng)用過(guò)程的膜材料設(shè)計(jì)與制備、膜分離與其他單元操作的耦合以及針對(duì)具體反應(yīng)過(guò)程的膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與構(gòu)建等。膜反應(yīng)器在工業(yè)水處理中的應(yīng)用1.膜反應(yīng)器在印染廢水處理中的應(yīng)用2.膜反應(yīng)器在制藥廢水處理中的應(yīng)用3.膜反應(yīng)器在焦化廢水處理中的應(yīng)用4.膜反應(yīng)器在精細(xì)化工廢水處理中的應(yīng)用1.膜反應(yīng)器在印染廢水處理中的應(yīng)用 印染廢水成分復(fù)雜，色度深，堿性強(qiáng)，并且含有許多有毒、有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。膜生物反應(yīng)器能對(duì)印染廢水進(jìn)行好氧生物活性的處理，利用錳砂催化海綿鐵內(nèi)電解-膜生物反應(yīng)器（MBR）耦合法來(lái)處理模擬印染廢水并對(duì)水樣的色度和濁度、生物耗氧量、化學(xué)耗氧

24、量等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定、分析和處理。茂名市興業(yè)紡織有限公司印染廢水處理效果CODBOD5色度原水 7502501200錳砂催化海綿鐵內(nèi)電解法預(yù)處理350200500MBR 進(jìn)行后續(xù)生物處理682310 2.膜反應(yīng)器在制藥廢水處理中的應(yīng)用 制藥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，其雖具有一定的可生化性，但色度和COD高，NH4+-N含量高且含有眾多毒性物質(zhì)，若不經(jīng)過(guò)有效處理，將會(huì)造成嚴(yán)重的污染環(huán)境。 胡雪利等采用一體式平板膜生物反應(yīng)器對(duì)鄭州拓洋實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的維生素制藥廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，l 當(dāng)HRT=12h時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD 和NH4+-N的去除率分別為75.29%、85.81%； l 當(dāng)HRT=22

25、h時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD 和NH4+-N的去除率分別為81.01%、90.21%；l 當(dāng)HRT=26h時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD 和NH4+-N的去除率分別為82.05%、90.84%。 當(dāng)取HRT=22h時(shí)完全達(dá)到了發(fā)酵類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB21903-2008）的排放要求。但污泥質(zhì)量濃度過(guò)高，將導(dǎo)致膜穩(wěn)態(tài)通量的降低，從而限制出水流量，導(dǎo)致整個(gè)膜反應(yīng)器的處理能力降低。 Farshid Pajoum Shariatid等人采用循環(huán)氣升式膜生物反應(yīng)器（ELAMBR）對(duì)藥物中的對(duì)乙酰氨基酚進(jìn)行了處理，一個(gè)月后，COD 的含量降低了20%，MLSS 的含量升高了20%，ELAMBR 能有效的處理藥物廢水中

26、的污染物。 李振紅等采用浸沒(méi)一體式MBR工藝對(duì)某制藥廠污水處理站的出水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)表明，在HRT=9h 條件下，若DO質(zhì)量濃度為2、4、6 mg/L，出水COD去除率分別為63%，75%，80%，出水NH3-N的去除率分別為88.5%，93.6%，94%。3.膜反應(yīng)器在焦化廢水處理中的應(yīng)用焦化廢水是煉焦、煤氣凈化以及化工產(chǎn)品精制過(guò)程的產(chǎn)物。其COD 濃度較高，含有大量的環(huán)鏈有機(jī)物，如疊氮類(lèi)無(wú)機(jī)物和氨氮等，直接外排對(duì)自然環(huán)境和人體健康的影響極大。鄭俊等采用加壓生物膜反應(yīng)器的A/O法對(duì)榆林一焦化廠現(xiàn)有氣浮池的出水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理。當(dāng)進(jìn)水COD質(zhì)量濃度的平均值為2031mg/L時(shí)，厭氧出水段、好氧一級(jí)

27、段、整個(gè)系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率分別為31.96%、80.35% 、87.46%，出水COD 的平均值分別為1394.34、295.00、254.69 mg /L，達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。趙文濤等采用浸沒(méi)式厭氧/缺氧/好氧-膜-生物反應(yīng)器（A1/A2/O-MBR）系統(tǒng)對(duì)北京首鋼焦化廠的焦化廢水進(jìn)行處理，在無(wú)排泥條件下連續(xù)運(yùn)行160 d后，MLVSS/MLSS 維持在89.2%91.2%，且沒(méi)有出現(xiàn)無(wú)機(jī)物的積累，污泥的表觀產(chǎn)率逐漸降低并穩(wěn)定在0.1035 kg/kg。該反應(yīng)器對(duì)COD、NH3-N和TN的去除率分別為88%、100%和86%，在最佳運(yùn)行參數(shù)條件下，出水中COD80 mg/L、TOC25 mg/L、NH3-N0.5mg/L、TN