膜法水处理技术专栏

中空纤维膜分离技术在水资源化中应用

Ξ

杜启云

(

天津膜天膜工程技术有限公司

,

天津

300160)

　　　　　　　　

摘要

:

介绍了中空纤维膜连续膜过滤

(CMF)

、

膜生物反应器

(MBR)

和双向流膜过滤

( TWF)

的

工艺原理 、

技术特点和在水处理中的应用

1

关 　键 　词

:

膜

;

中空纤维

;

连续膜过滤

;

膜生物反应器

;

双向流过滤

中图分类号

: X703

　　　文献标识码

:A

　　　文章编号

:1006

2

6853 (2003) 02

2

0077

2

05

　　水环境质量的严重恶化和经济的高速发展 ,迫切

要求有相应的污水资源化技术 ,以缓解水资源的短缺.
在这一领域中 ,膜分离技术占有重要的位置. 由于膜分
离过程工艺简单 、

节能 、

设备占地面积小 ,对水体可以

做深度处理 ,运行费用低等特点 ,在污水处理领域中 ,
膜分离技术得到了广泛的应用.

　　中空纤维膜由于比表面积大 ,膜组件的装填密度

高 ,所以设备紧凑 ;这种膜由于不需要支撑层 ,所以生
产成本一般低于其它类型的膜 ;由于没有支撑层所以
这种膜可以反向清洗. 因此在大规模的污水处理工程
中 ,中空纤维膜的应用有其独特的优势. 本文推介在污
水处理中三种广泛应用的中空纤维膜分离技术以供参

考.

1

　连续膜过滤技术

(continuous membrane fil

2

t ration ,

简称

CM F)

[ 1 ]

　　多年以来 ,人们一直在探索将膜技术应用于污水

处理. 但膜技术应用于污水处理的一个突出问题是膜
表面截留沉积的污染物造成膜性能的衰减. 因此提高
膜的抗污染性 ,对膜进行有效的清洗 ,使膜的水通量得
到恢复 ,具有非常重要的实际意义. 而 CMF 技术的核
心是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术 ,可以
实现对膜的不停机在线清洗 ,从而做到对料液不间断
连续处理 ,保证生产的连续 、

高效运行.

　　( 1) 目 前 用 于 CMF 中 的 膜 材 质 多 为 聚 乙 烯

( PE) 、

聚丙烯 ( PP) 和聚偏氟乙烯 ( PVDF) . 尤其是后

者 ,由于其表面不易污染 ,制膜工艺相对简单 ,对于氧
化性清洗剂耐受性好 ,所以成为 CMF 技术中一种重
要的膜材质. 通常 CMF 所用的膜多为超滤膜或微滤
膜 ,其操作工艺流程示于图 1.

图

1

　

CMF

工艺流程示意图

　　正常运行时 ,二沉池出水通过循环泵进入膜组件 ,

从膜壁外侧流过 (通称为外压式) ,透过膜的清液通过
阀 V

3

流出 ,作为 CMF 产水进入产品水罐或进入反洗

水罐 ,以备反洗时用. 浓缩液经阀 V

1

回流到循环罐 ,

运行一段时间后 ,膜会因水中的污物 (如活性污泥 、

胶

体 、

大分子物质等) 而被污染 ,这时循环泵和阀 V

4

、

V

1

、

V

3

自动关闭 ,清洗泵和阀 V

5

、

V

2

自动开启 ,对中空纤

维膜进行反向清洗 ,因这时清洗水是从中空纤维内侧
进入膜 ,从反向透过膜故可以将膜表面聚积的污染物冲
脱或使之疏松 ,这时压缩空气同时通过自动开启的阀

V

6

从正向压入膜组件 ,压缩空气进入膜组件后形成大

量气泡和透过的清洗水混合 ,从膜组件的下部迅速上升
经上部出口阀 V

2

排出膜外 ,由于反洗水冲洗和气泡的

擦洗 , 使得膜的表面迅速变 得 清 洁 , 恢 复 膜 的 通 透
性 ,而污水排出膜外 ,经过有效的短时间清洗后阀 V

2

、

　　　　　　　　

Ξ 收稿日期

:2003

2

03

2

28

　　　作者简介

:

杜启云

(1940 - ) ,

男

,

北京市人

,

天津膜天膜工程技术有限公司教授

,

博士生导师

.

　　　　　　　　　　　

天津城市建设学院学报

　第 9 卷 　第 2 期 　2003 年 6 月

Journal of Tianjin Institute of Urban Construction

　

Vol. 9

　

No. 2

　

J un. 2003