膜技术处理污水体系的构建和设计

要建成膜分离体系，首先根据进水水质和出水水质要求，先用合适的膜过程、膜和膜组件，确定合理的操作参数，接下来进行模体系的工艺设计。根据膜的参数通量和要求的处理能力，计算所需膜面积和膜组件数。若为浸入式MBR，可由此设计曝气池的几何尺寸及曝气量。

微滤使原水达到进入膜装置的水质要求，减少膜污染，延长膜的使用寿命，必须设计合理的预处理体系，最后应根据膜的污染特性设计合理有效的清洗方法。

膜和膜组件的选用

膜

用于污水处理的膜应特别具有抗污染、化学性质稳定、耐生物降解的特性。在MBR中大多应用聚烯烃、聚砜。聚丙烯 腈、聚偏氟乙烯之类化学性子稳定的膜。如聚砜制成的UF膜可在PH=1~12范围使用，最高使用温度达120°C，同时具有良好的抗氧化、抗氯性能，但其抗污染性能不如聚丙烯。PVDF化学性能稳定，污染趋势最小，日本三菱油化株式会社已开发了适用于大规模下水处的PVDF中空纤维，它比聚乙烯中空纤维MF膜透水性提高三倍，可承受臭氧、次氯酸钠等氧化剂的反复清洗，但要到2005年才能建立工业化生产装置。以上这些膜材料化学性质稳定，但聚烯烃、聚砜表面疏水，不但水渗透通量低，且容易污染。为了提高它的亲水性，以提高膜的水通量和抗污染能力，膜生产厂家多对其进行过亲水化处理。另一方面，污水中的胶体粒子大多带负电，如前所述，选用带负电荷的膜可减少胶体粒子污染，管式陶瓷膜化学性质稳定，已用于分体式MBR，但大多还处于中试阶段。

在MBR中，污泥絮块的尺寸大多在33μm左右，许多细菌和病毒的大小约为1μm左右，大多数MBR选用0.1~0.4μm孔径的MF膜，可以保证将这些组分全部截留，且不容易进入膜孔。虽然UF膜比MF膜对溶解有机物的截留率更高，但MF和UF在废水处理中应用的比较看，在MBR及RO进料的预处理中，MF膜似乎更经济适用些。

RO膜材料仍大量使用醋酸纤维及芳香聚酰胺。在污水处理中使用CA非对称膜及聚酰胺复合膜的有点、缺点，按出水性质、预处理程度。费用、能耗等综合考虑。近年通过表面改性等技术开发的耐污染低压RO膜LF10及耐微生物污染的RO膜BW30-365FR，用于废水处理可明显提高膜通量，减少膜的清洗频率。

膜组件

膜组件的选用应用考虑清洗方便、组件内流体力学条件好、不易形成沉积和堵塞，并应尽量减小设备的死角和死空间间隙，以防止微生物变质，而扩大膜污染，此外还应价格便宜。

因此在MBR中目前多实用浸入式膜组件，如Kubota浸入式微滤平板膜、Zenon浸入式中空纤维MF膜。这类浸入式组件因不需要承压外壳，所以造价低、清洗方便，捡漏也方便。因为直接浸在曝气池中，非常适用于原污水处理厂的提升改造。分置式MBR多用管式膜及平板膜，因为这两类膜组件料液侧流动状态较好，易于控制膜污染，清洗也方便，但价格相对较高，一般处理量较小时采用。

在高活性污泥浓度（15000~20000mg/L）下处理高浓度含氮污水可考虑选用具有膜面自清洗能力的回转式平膜。

RO装置的进水大多经严格的预处理，在大规模适用中仍以中空纤维及卷式膜组件为主，这些产品大多在技术上已比较成熟。