如何區(qū)分浸沒式膜過濾與加壓式膜過濾

在水處理的膜技術中，常規(guī)的中空纖維微超濾膜，在應用過程中，為了控制液體的流動方向，并提供過濾動力，通常需要外界力量，例如加壓泵進行加壓。

加壓式膜過濾

用于水處理行業(yè)的中空纖維微超濾膜中，內壓式膜是水從中空纖維的內表面向外表面過濾，外壓式膜是水從膜的外表面向內表面過濾。外壓式由于驅動壓力(壓力泵及真空)來源不同，分為外壓正壓式和外壓負壓式(即浸沒式)。微超濾膜也可分為壓力式和浸沒式兩大類，壓力式細分為內壓和外壓。

全球以生產(chǎn)外壓式為主的廠家有：旭化成，Zenon(GE)，Memcor(西門子)，三菱、東麗、浙江歐美、天津膜天膜、東洋環(huán)境等。但許多外壓式膜廠家同樣也生產(chǎn)其它材質的內壓式膜。生產(chǎn)內壓式為主的廠家主要有Koch, Norit, 海德能、Membrana, Inge等。

內壓式與外壓式的區(qū)別如下：

外壓式基本都采用聚偏氟乙烯(PVDF)膜材質，內壓式膜基本采用聚砜PS、聚醚砜PES為基礎的膜材質。眾所周知，PVDF抗氧化性能力及機械強度遠比PS、PES等材質強，是國際微超濾膜的趨勢;

由于中空纖維內徑較小，一般都在1mm上下，所以內壓式膜處理污染程度較高的源水，容易發(fā)生內徑堵塞。因此內壓式膜處理高污染水質經(jīng)常會有運行問題，尤其是MBR項目。在全球的浸沒式MBR中，基本都是采用外壓式MBR膜，而且趨勢采用PVDF膜;

由于內徑較小易堵塞，所以內壓式膜的運行膜通量較低;內壓式膜對自清洗過濾器的要求比外壓式高;

外壓式膜一般采用空氣輔助擦洗，內壓式膜一般只采用水反洗，比氣水聯(lián)合清洗效果差，反洗水量也大;

PVDF膜材質本身比PS、PES的親水性稍差，但絕大多數(shù)PVDF膜廠家都對其PVDF膜進行過親水性處理;

此外，絕大多數(shù)外壓式膜和內壓式膜都是不對稱單皮層膜結構，生產(chǎn)工藝為濕法(相轉移法)，目前也有廠家如旭化成、東洋環(huán)境等采用熱法工藝及海綿狀均一膜結構，因此膜的破損率最低，安全性最高。

浸沒式膜過濾與加壓式膜過濾的對比

“浸沒式膜過濾工藝是超低壓中空纖維膜技術與連續(xù)膜過濾技術相結合而派生出來的一種新型的膜過濾處理工藝。

它使用開放式中空纖維膜組件，將膜直接置于充滿待處理水的膜池之中，通過泵的負壓抽吸和大氣壓力，使水透過膜表面，從中空纖維膜內側抽出，達到過濾凈化的目的。

(1)浸沒式優(yōu)點是可以直接過濾高濃度懸浮物而不需要復雜預處理(如可高達200NTU以上)。如MBR就是浸沒式超濾膜的一種特殊應用，直接過濾懸浮物高達10000mg/L的污泥;但壓力式尤其是內壓式則對進水水質要求較高。

(2)選擇壓力式和浸沒式的一般標準是：當原水COD連續(xù)大于60mg/L, 濁度(懸浮物)連續(xù)大于20NTU時，最好選用浸沒式或者通過混凝沉淀后選擇壓力式;

(3)低跨膜壓差，且可借助水外壓，浸沒式超濾運行能耗低;

(4)系統(tǒng)的占地面積非常小(直接浸入到需要處理的水中，為現(xiàn)有給水廠的改造提供了條件，可以將膜安裝到現(xiàn)有的澄清池、濾池或其他水池中);

(5)產(chǎn)水水質接近壓力式膜組件，優(yōu)于傳統(tǒng)水處理。

(6)浸沒式前一般不需要混凝沉淀和多介質過濾，工藝較簡單，并且浸沒式系統(tǒng)的占地也較小，此外浸沒式的系統(tǒng)管道設備成本比壓力式低。

對比數(shù)據(jù)：

(1)壓力式回收率92-95%(氣水反洗)，浸沒式回收率90-92%(排放)。

(2)運行費用低。壓力式噸水電耗為0.2度，浸沒式為0.1度。

(3)以5萬噸膜系統(tǒng)水廠為例，壓力式占地面積為24m×8m;若設計成浸沒式工藝，水罐和水泵等設備不變，占地面積僅需要18m×6m。

作為廣泛應用的兩種膜過濾形式，浸沒式和加壓式膜過濾的主要特點見表

由上表可以看出，兩種形式的超濾在構造形式、驅動力、通量選擇、投資與運行維護、建設周期、土建工程等多方面都存在著差異。總的來說，由于浸沒式超濾對預處理的要求較低、耐沖擊負荷能力強，因此應用于污染較嚴重的水質處理和規(guī)模較大工程時，更具優(yōu)勢。

浸沒式膜過濾的應用

國內應用浸沒式膜過濾處理飲用水的實例相對較少，主要用于現(xiàn)有水廠的升級改造項目、中水回用中的應用、雙膜法的預處理。

浸沒式膜過濾不僅出水水質穩(wěn)定、對濁度和兩蟲的去除效果顯著，而且對預處理的要求較低、抗沖擊負荷能力更強，在市政污水和工業(yè)廢水回收利用、地表水和地下水處理、海水淡化預處理、現(xiàn)有水廠升級改造等諸多領域，將會發(fā)揮更大的作用。