1、外置式与内置式 MBR 在垃圾渗滤液处理应用中的比较1. 外置式膜生化反应器 在 外 置 式 膜 生 物 反 应 器 中 生 物 反 应 器 与 膜 单 元 相 对 独 立 ， 通 过 混 合 液 循 环 泵使 得 处 理 水 通 过 膜 组 件 后 外 排 ； 其 中 的 生 物 反 应 器 与 膜 分 离 装 置 之 间 的 相 互 干 扰较 小 。 目 前 在 垃 圾 渗 滤 液 处 理 中 采 用 的 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 ， 超 滤 膜 一 般 均选用错流式管式超滤膜。即循环泵为混合液（污泥）提供一定的流速（3.5-5 m/s） ，使混合液在管式膜中形成紊流状态，避免污
2、泥在膜表面沉积。图1-1 外置式膜生化反应器原理图图 1-2 外置式超滤膜的过滤方式 2. 内置式膜生化反应器 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 其 膜 浸 没 在 生 物 反 应 器 内 ， 出 水 通 过 负 压 抽 吸 经 过 膜 单元后排出。图2-1 内置式膜生化反应器原理图图2-2 内置式超滤膜的过滤方式3. 外置式和内置式膜生化反应器对比表表 3 外置式和内置式膜生化反应器对比序号 内容 外置式膜生化反应器 内置式膜生化反应器1 反应器污泥浓度 15-30g/l 8-10g/l2 使用膜类型 错流式管式膜 中空纤维膜丝、帘式或板式膜3 膜材质 PVDF 一般为PP 材料4 超滤膜
3、安装 外置式 内置式5 膜通量 60-80 l/m2h 10-30 l/m2h6 生化池容积 所需容积较小 相同条件下，所需生化池容积 较大7 易堵塞程度 污泥在膜管中高速紊 流，不易堵塞 膜浸没在污泥中，膜表面易形成浓差极化，导致膜容易堵塞8 膜寿命 3-5 年 1-2 年9 出水方式 连续出水 间歇出水10 稳定性 较为稳定 不稳定，易产生膜破裂、断丝 等故障11 清洗方式 CIP 在线清洗 需要额外的提升外置清洗12 清洗周期 每月药剂清洗一次 较为频繁13 适用范围 高污染物浓度废水 高污泥浓度工艺 中、低污染物浓度废水 中、低污泥浓度工艺14 其它 生化系统污泥浓度受内置膜限 制，维
4、护较为困难4. 外置式和内置式膜生化反应器比较说明（1）反应器污泥浓度由 于 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 采 用 错 流 式 管 式 超 滤 膜 ， 每 条 超 滤 环 路 设 有 循 环 泵 ，该 泵 在 沿 膜 管 内 壁 提 供 一 个 需 要 的 流 速 （ 一 般 为 3.5-5m/s） ， 从 而 使 活 性 污 泥 在 膜管 中 形 成 紊 流 状 态 ， 即 高 流 速 的 活 性 污 泥 不 断 的 冲 刷 膜 表 面 ， 使 的 膜 表 面 附 近 很 难产 生 浓 差 极 化 层 ， 从 而 避 免 了 污 泥 在 膜 管 中 的 堵 塞 ， 该 项 特 性 也
5、使 超 滤 膜 可 以 承 受较 高 的 污 泥 浓 度 ， 工 程 实 例 表 明 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 污 泥 浓 度 为 15-30g/l 左 右 。而 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 由 于 超 滤 内 置 于 生 化 反 应 器 中 ， 采 用 自 吸 泵 使 膜 清 液端 产 生 负 压 使 膜 内 外 形 成 压 力 差 ， 从 而 产 水 ， 为 了 避 免 污 泥 在 膜 表 面 由 于 浓 差 极 化产 生 沉 积 ， 底 部 设 计 曝 气 ， 利 用 空 气 气 泡 的 扰 动 减 少 污 泥 在 膜 表 面 的 沉 积 ， 因 此 内置 式 膜 生
6、化 反 应 器 的 污 泥 浓 度 不 宜 过 高 一 般 为 8-10g/l 左 右 。（ 2） 生 化 反 应 器 容 积 和 占 地 面 积 由 于 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 污 泥 浓 度 为 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 的 1.5-2 倍 ， 因 此外 置 式 膜 生 化 反 应 器 生 化 池 所 需 容 积 只 需 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 的 50%-70%左 右 ， 大大 节 省 了 生 化 池 的 投 资 和 占 地 面 积 。（3）膜通量和膜面积 工 程 应 用 证 明 ， 在 渗 滤 液 处 理 中 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 管 式
7、 超 滤 膜 的 单 位 膜 面积通量可达 60-80l/m2.h，而内置式膜生化反应器内置膜由于受污泥沉积等因 素影响（ 如 抽 吸 压 力 不 宜 过 高 ， 否 则 易 产 生 污 泥 在 膜 表 面 沉 积 ） 一 般 为 15-30l/m2.h。这 意 味 着 对 于 相 同 的 处 理 量 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 所 需 的 膜 面 积 式 外 置 式 超 滤 膜 的 3-6 倍 。 而 由 于 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 不 能 连 续 出 水 ， 一 般 设 计 为 每 运 行 12 分 钟 需停 3 分 钟 ， 即 意 味 着 对 于 相 同 的 处 理
8、规 模 ， 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 所 需 的 膜 面 积 是 外置 式 膜 生 化 反 应 器 的 4-8 倍 。 由 于 受 膜 材 质 以 及 其 它 因 素 影 响 ， 工 程 实 例 表 明 ，特 别 是 在 渗 滤 液 处 理 应 用 中 ， 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 采 用 内 置 式 超 滤 膜 的 通 量 衰 减率 为 25-40%（ 渗 滤 液 处 理 中 膜 寿 命 一 般 为 两 年 ） ， 而 外 置 式 管 式 超 滤 膜 在 其 使 用 寿命 （ 渗 滤 液 处 理 中 一 般 为 3-5 年 ） 期 通 量 衰 减 率 一 般 不 超 过
9、10%。（4）膜寿命管 式 超 滤 膜 所 用 膜 材 质 为 高 分 子 聚 偏 氟 乙 烯 即 PVDF， 由 于 其 优 良 的 不 同 溶 剂的 兼 容 性 为 目 前 公 认 质 量 最 好 的 膜 材 质 ， 其 韧 性 较 好 ， 不 易 破 裂 ， 膜 寿 命 长 。内 置 式 膜 生 化 反 应 其 一 般 采 用 PP 材 质 ， 如 应 用 于 垃 圾 渗 滤 液 处 理 ， 由 于 渗 滤液 中 含 有 较 高 的 钙 镁 离 子 和 硫 酸 根 离 子 ， 易 在 膜 表 面 产 生 结 垢 ， 从 而 使 膜 硬 化 ， 兼 PP 膜 本 身 脆 性 相 对 较 大
10、 ， 因 此 在 渗 滤 液 处 理 中 内 置 式 PP 膜 极 易 产 生 断 丝 或 膜 破裂 的 情 况 。 管 式 超 滤 膜 的 寿 命 在 渗 滤 液 处 理 中 为 3-5 年 ， 而 内 置 式 的 仅 为 12 年 。（5）膜清洗 外 置 式 超 滤 膜 在 稳 定 运 行 状 态 下 ， 一 般 只 需 每 月 化 学 清 洗 一 次 ， 如 不 停 机 一般 不 需 要 进 行 任 何 冲 洗 。 而 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 每 天 需 要 进 行 1 至 3 次 反 冲 洗 ，且 耗 水 量 大 。外 置 式 膜 生 化 反 应 器 清 洗 为 全 自 动
11、 CIP 在 线 清 洗 ， 而 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 超滤 膜 化 学 清 洗 需 要 将 膜 吊 出 反 应 器 进 行 冲 洗 和 化 学 药 剂 浸 泡 ， 工 作 量 复 杂 。由 以 上 对 比 表 中 可 以 看 出 ， 由 于 渗 滤 液 中 悬 浮 物 浓 度 高 、 污 染 物 浓 度 高 ， 内置 式 膜 生 化 反 应 器 不 适 用 于 渗 滤 液 处 理 ， 特 别 是 膜 的 堵 塞 较 为 频 繁 。另 外 ， 虽 然 外 置 式 超 滤 膜 能 耗 较 内 置 式 膜 要 高 ， 但 内 置 式 膜 的 使 用 寿 命 往 往 不 高 ， 特 别 是 对 于 渗 滤 液 处 理 而 言 ， 一 般 适 用 寿 命 仅 为 12 年 ， 而 外 置 式 超 滤 膜 的使 用 寿 命 可 达 3-5 年 ， 综 合 考 虑 内 置 式 和 外 置 式 超 滤 膜 的 运 行 成 本 基 本 持 平 。5. 总结综 合 上 述 对 比 ， 对 于 垃 圾 渗 滤 液 处 理 而 言 ， 内 置 式 膜 生 化 反 应 器 的 使 用 将 会 产生 较 多 问 题 ， 因 此 ， 设 计 建 议 采 用 外 置 式 膜 生 化 反 应 器 。
