目前 MBR产品中主要有两种形式，一为中空纤维膜，另一为板式膜。中空纤维膜 MBR主要优点表现为填装密度大，可以反冲洗；但废水中的固体和杂质容易对膜丝产生污染和堵塞，膜丝断裂和组件存在暴气死区都是中空纤维膜组件难以克服的缺点。而传统的板式膜组件虽然不存在膜丝断裂和曝气死区的缺点，但由于其组件形式决定这种膜组件的填装密度相对较小，而且组件不能反冲洗，所以清洗的时候比较麻烦。迈纳德公司开发的 MBR产品在膜组件结构设计时就考虑到了这些优缺点，因此 BIO-CEL®组件第一次兼具了中空纤维膜和平板膜组件的优点，而最大程度上避免了这两种传统 MBR产品的缺点。
迈纳德公司开发的 MBR产品在膜组件结构设计时就考虑到了这些优缺点，因此 BIO-CEL®组件第一次兼具了中空纤维膜和平板膜组件的优点，而最大程度上避免了这两种传统 MBR产品的缺点。
表1 BIO-CEL®组件与两种传统膜生物反应器组件的对比
传统中空纤维膜组件 传统板式膜组件 BIO-CEL®组件
中空纤维膜膜丝柔性, 可反冲洗 支撑板式平板膜：膜片为刚性, 不可反冲洗 夹层式平板膜膜片为柔性, 可反冲洗
独立的清洗 独立的清洗 操作中机械清洗
填充密度 160m²/m³ 填充密度 80m²/m³ 填充密度 160m²/m³
典型膜通量：15L/m²h 典型膜通量：20L/m²h 典型膜通量：20L/m²h
缠绕式纤维物质，污泥堵塞,卡在纤维间，无法通过反冲去除。 沟槽式,低填充密度，堆积在板间，始于板固定处，没有反冲洗 平板膜不会夹带污泥或纤维物质，反冲洗及 SBC清洗可避免过量微生物沉积。
昂贵的化学及机械清洗。 昂贵的化学及机械清洗。 长期可靠的运行,长间隔的简单清洗。
BIO－CEL®膜片介绍
BIO－CEL®MBR是迈纳德公司根据多年的膜和膜组件的制造经验和应用知识开发的一种专利保护的平板膜 MBR。这种 MBR膜片是由两侧两层选择性膜和中间一层透析液收集层组成的，其中透析液收集层为专利纺织物。如下图所示：
图 1 BIOCEL®膜片构成示意图
和板框平板膜相比，BIO－CEL®膜片是自支撑的结构，所以厚度很小，膜层和支撑层的总厚度仅为 2mm，是板框平板膜片厚度的 1/4-1/5。因此 BIO－CEL® MBR的填装密度非常高，可以和中空纤维膜组件相媲美。此外，经过多年的研究和开发，迈纳德公司已经将这种膜片可以耐受的反冲洗压力提高到了 1-1.5bar，而在此压力下的长时间的反冲洗测试验证了这种平板膜膜片在背压情况下不会发生膜层和透析液收集层的分裂。
现在迈纳德公司 BIO-CEL®组件使用的膜材质是聚醚砜(PES)材质。常见的 MBR膜材质有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、醋酸纤维素 (CA)、聚偏氟乙烯 (PVDF)和 PES。对比这几种膜材质，CA膜的亲水性最好，所以抗污染性能也比较好；而 PVDF的抗氧化性最好；但是 PES的膜通量大，而且亲水性和抗氧化性都比较好。PES膜和亲水膜相比，比较容易污染。但是在同等压力条件下，长时间内 PES膜的平均膜通量仍然大于 CA等亲水膜。而且迈纳德公司的 PES膜使用的是经过改性的永久亲水性的聚合物，所以其抗污染能力和亲水膜相当。因为 MBR膜组件都是用来过滤活性污泥的，其工作环境就是细菌生长环境，而几乎所有细菌生长的环境都不会是非常极端的化学环境，所以用 PES完全可以满足 MBR设备对膜材质化学稳定性的要求。BIO－CEL®组件使用的是永久性亲水性 PES超滤膜，其基本性能参数如下。表 2 BIO－CEL®膜的基本性能参数
膜材质 分离规格 截留分子量 膜通量 * 温度 pH范围 耐氯
永久亲水性的PES 超滤 150kDa 200 L/m2.h <55℃ 2-11 35 000ppmh
测试条件：0.7bar，纯水
BIO－CEL®膜组件构造
图 2中显示了 BIO－CEL®MBR的膜组件构造。整个组件有三部分构成：膜堆、曝气底座和外框支架。
其中膜堆是核心部分，由多个四周缝合的膜片粘合在一起，是膜组件的过滤部分。里面的膜片虽然是平板膜，却没有板框固定。浸没式 MBR的最重要控制膜污染的方法就是通过增大曝气，产生较大的气泡，对膜表面进行冲刷，从而防治污泥在膜表面形成凝结，而板框平板膜 MBR对于中空纤维 MBR的一劣势在于不能像中空纤维膜随气泡和水流晃动。但是迈纳德公司成功解决平板膜的这一缺陷，BIO－CEL®组件中膜片是没有板框固定，膜片四周都是缝合在一起并自由伸展在料液中，这样在曝气的作用下膜片可以像中空纤维膜一样进行摆动，从而达到控制膜污染的效果。
图 2 BIOCEL®组件构造图
BIO－CEL®组件的另外一个优点在于多个并且置于中间部位的透析液收集管路可以将抽吸压力的损失降到最低，还可以保证压力平均分部在膜表面，防止局部发生严重污染。传统的平板膜 MBR的透析液收集管路都在膜片的一侧，这样对导致较大的压力损失，压力分部不均而且膜片的容易发生局部堵塞。 BIO－CEL®组件自身配有曝气系统，底座上的曝气孔的大小是专门为防止膜污染设计的。BIO－CEL®组件的外框由不锈钢制成，可以耐受污泥中比较恶劣的工作环境。
BIO-CEL®的特点
MBR技术作为一种新兴的废水处理技术，因为其产水水质好且稳定，占地面积小，处理能力强，并且容易从传统生化技术系统改造而成，易实现高自动化控制等优点，正在快速发展并且被越来越多的废水处理厂采用。作为一个具有多年膜和膜组件研发制造经验的膜供应商，德国迈纳德公司经过多年的开发，于 2005年推出了其 MBR产品——BIO－CEL®。BIO－CEL®是一种独创的，具有专利的膜片和组件构造的可反冲洗的平板膜 MBR。因为其独特的设计，它不仅具有平板膜组件的膜通量大、没有曝气死区、不会发生膜丝断裂等优点，而且兼具了中空纤维膜 MBR的填装密度高、可以反冲洗、膜可以摆动等优点。BIOCEL®组件在用于处理生活污水和化学污水的时候，产水质量稳定而且膜污染能够得到很好的控制。
由北京环顺水处理技术有限公司代理的德国MN的膜生物反应器产品。详细资料见www.hs-bj.com或拨打咨询电话：010-51265971.
