膜模块的设计和配置

以下信息对所有可能的应用程序都是有效的。有几种非常不同的方式来构造膜模块的安排进口和出口流。例如，用于横流结构的三端模块包括用于所选膜的框架结构

表12.4板管膜的特点及优缺点				模块(MUNLV 2003;VDMA 2005)。
	管式膜			板膜
	管式模块	毛细管模块	中空光纤模块	板框模块	螺旋缠绕模块	膜垫
活性层	内部	——/内	——/内	外	外	外
内直径	5.5 -25毫米	0.25 - -5.5毫米	0.04 - -0.25毫米
膜表面积-体积比	约80 m2 m~3	约1000平方米m-3	约10000平方米m-3	40-100 m2 m-3	约1000平方米m-3	400 m2 -3
配置	横向流	死胡同/横流	死胡同	横向流	死胡同/横流	死胡同/横流
优势	低堵塞，低压降，胶层可控	表面积体积比高，设计成本低，渗透反冲洗	表面积体积比高，比膜成本低，抗高压稳定	换膜简单，堵塞低	高表面积体积比，密封件少，设计成本低	压降低，污垢少
缺点	低表面积体积比	抗压强度低	堵塞、压降	密封件多，表面积体积比低	渗透通道长，无机械清洗，堵塞危险性高	表面积体积比低，密封性好

图12.6浸没模式下的膜组件。(a)浸泡在带有气泡扩散器的装置中的久保田平板。(b) Zenon中空纤维模块，带有气泡和中空纤维的详细说明。

图12.6浸没模式下的膜组件。(a)浸泡在带有气泡扩散器的装置中的久保田平板。(b) Zenon中空纤维模块，带有气泡和中空纤维的详细说明。

与一个进口(进料)和两个出口(渗透和浓缩)和一个提供驱动压力的泵相连接的物料。管状或板式膜模块如表12.4所示。

常见的五种原理配置(Stephenson et al. 2000):

•板和框模块，通常从电解堆栈，通常用于微和超滤，较少用于反渗透(例如久保田平板;图12.6)。类似地，还有带有渗透间隔器的膜垫和与板膜焊接在一起的支撑板。

•螺旋缠绕模块是反渗透和纳滤模块的标准配置。

膜垫虽然用于超滤和纳滤模块。

•中空细纤维(Zenon;图12.6b)和毛细管膜为自支撑膜，中空纤维为由外向内流动，毛细管纤维为由内向外向流动。

•管状膜用于高湍流和良好的清洁特性(Berghof 2005;图12.7)。一个完整过程的例子是图12.7b中的Wehr-le超滤装置。

模块设计必须满足以下要求:

•膜面积与模块体积之比高。

•压降低，能耗低。

进料侧高度湍流，促进传质。

•单位膜面积成本低。

•良好的清洁管理。

图12.7横流模式下的膜组件。(a)伯格霍夫管式模块和膜。(b) Wehrle, MBR，食品工业超滤装置。

图12.7横流模式下的膜组件。(a)伯格霍夫管式模块和膜。(b) Wehrle, MBR，食品工业超滤装置。

对于具有高悬浮固体浓度的饲料的处理，对高膜面积:体积比的要求以及便于清洗的设计是不一致的，必须做出妥协。此外，亲水行为，可达到的渗透体积通量，截止和膜的使用寿命必须考虑在内。配置，如终端，淹没和横流模式用于超过滤和微过滤。

继续阅读:好氧废水处理中的膜生物反应器

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