MBR在污(wu)水處理已經得到了廣泛且(qie)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)應用(yong)，因(yin)為MBR替(ti)代(dai)了二沉(chen)池，可以保證出水SS和高污(wu)泥濃度(du)，省去了很多污(wu)師(shi)在運(yun)營中(zhong)的(de)(de)一些煩惱，但是，膜污(wu)染問題也(ye)一直困擾著MBR的(de)(de)發展(zhan)及運(yun)行！

1、膜污染的(de)定義

膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)通常(chang)是指(zhi)混合液中的物質在膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)（外部）和膜(mo)(mo)(mo)孔內（內部）吸附聚集(ji)，造(zao)成膜(mo)(mo)(mo)孔堵(du)塞(sai)并促使孔隙率變小，引起(qi)膜(mo)(mo)(mo)通量的衰減(jian)和過濾壓力(li)升高的過程。

在膜(mo)過濾的操(cao)(cao)作中(zhong)，水分子和(he)細小(xiao)物質(zhi)(zhi)不斷(duan)透過膜(mo)，同時(shi)一些物質(zhi)(zhi)被膜(mo)截(jie)留而(er)堵塞(sai)膜(mo)孔或(huo)在膜(mo)表面沉(chen)積，從而(er)造成膜(mo)污染(ran)。可以說，是膜(mo)截(jie)留導致了膜(mo)污染(ran)。膜(mo)污染(ran)的直(zhi)接(jie)表現，就(jiu)是膜(mo)通量的下降或(huo)者(zhe)操(cao)(cao)作壓(ya)力的升(sheng)高。

活性(xing)污(wu)泥(ni)混合(he)液體系中存在(zai)的營養基質、菌膠團、微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)細(xi)胞、細(xi)胞碎片、微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)代謝產物(wu)(wu)（EPS、SMP）以(yi)及各(ge)種有機、無機溶(rong)解性(xing)物(wu)(wu)質等都對膜污(wu)染有貢獻。

膜污染的(de)發展通常可分為3階段（也有2階段說(shuo)法）：

（1）初(chu)始(shi)污染(ran)：發生(sheng)在(zai)膜(mo)系統投入(ru)運行的初期，膜(mo)面與混合液中(zhong)的膠(jiao)體、有機物(wu)等發生(sheng)強烈(lie)的相互(hu)作用(yong)(yong)，污染(ran)方式有粘附(fu)(fu)、電(dian)荷作用(yong)(yong)、膜(mo)孔(kong)堵(du)塞(sai)等。錯流過濾的條件(jian)下(xia)，細小的生(sheng)物(wu)絮(xu)體或胞(bao)外聚(ju)合物(wu)依(yi)舊能夠依(yi)附(fu)(fu)在(zai)膜(mo)表面上(shang)，而小于膜(mo)孔(kong)徑的物(wu)質(zhi)會在(zai)膜(mo)孔(kong)中(zhong)吸附(fu)(fu)，通過濃縮、結(jie)晶沉淀和生(sheng)長繁殖(zhi)的作用(yong)(yong)造成膜(mo)污染(ran)。

（2）緩慢(man)污染：初期膜(mo)表(biao)面(mian)光滑，大顆粒(li)物(wu)(wu)(wu)質不容易附著，主(zhu)要由(you)EPS、SMP、生物(wu)(wu)(wu)膠(jiao)(jiao)體等(deng)黏性(xing)物(wu)(wu)(wu)質通過(guo)吸附橋架、網捕等(deng)作(zuo)用吸附在膜(mo)表(biao)面(mian)形(xing)成凝膠(jiao)(jiao)層，造成膜(mo)過(guo)濾阻(zu)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩(huan)慢上(shang)升，對混(hun)合液中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)截留性(xing)能會有增強。凝膠(jiao)(jiao)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污染是不可避免(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)是膜(mo)阻(zu)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩(huan)慢上(shang)升。在恒流操(cao)作(zuo)中表(biao)現為TMP的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩(huan)慢上(shang)升，在恒壓模(mo)式中表(biao)現為通量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩(huan)慢衰(shuai)減。

（3）快速污染：第2階段形成的凝膠層在持續的過濾(lv)壓差和透(tou)水流的作用下，隨著污(wu)染物(wu)的沉積逐(zhu)漸密(mi)實，導(dao)致膜污(wu)染從量變到質變，混合液中的絮體迅速(su)在膜表面聚集并形成污(wu)泥濾(lv)餅(bing)，跨膜壓差快速(su)上升。

凝膠層(ceng)的(de)(de)污(wu)(wu)染是(shi)不可避免的(de)(de)，帶來的(de)(de)影響是(shi)膜阻力的(de)(de)緩(huan)(huan)慢(man)上升。在(zai)恒流操作中(zhong)表現為TMP的(de)(de)緩(huan)(huan)慢(man)上升，在(zai)恒壓模(mo)式中(zhong)表現為通量的(de)(de)緩(huan)(huan)慢(man)衰減。一旦大量的(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)絮體(ti)在(zai)膜面沉積而形成的(de)(de)泥(ni)餅層(ceng)，系統基本是(shi)無法正(zheng)常(chang)運行(xing)的(de)(de)。MBR運維過(guo)程的(de)(de)主要注(zhu)意事(shi)項就是(shi)延(yan)緩(huan)(huan)凝膠層(ceng)污(wu)(wu)染（保持(chi)好的(de)(de)水力條件，原位清洗，控制(zhi)膜污(wu)(wu)染發展速率，延(yan)長緩(huan)(huan)慢(man)污(wu)(wu)染的(de)(de)運行(xing)時間(jian)），控制(zhi)泥(ni)餅層(ceng)污(wu)(wu)染（快速污(wu)(wu)染）。

2、膜污(wu)染的類型

（1）按污染物質成分(fen)分(fen)類(lei)

有機污(wu)染

主要(yao)來源(yuan)于混(hun)合液(ye)中(zhong)的大分(fen)子有機物（多糖(tang)、蛋白質(zhi)等），腐(fu)殖酸類，微(wei)(wei)生(sheng)物絮體、細胞(bao)碎片等。其中(zhong)溶(rong)解(jie)性有機物SMP、EPS雖(sui)然對于MLSS來說占(zhan)比非常(chang)低，但是(shi)它們所造(zao)成的膜(mo)(mo)污染占(zhan)到26%-52%。微(wei)(wei)生(sheng)物在膜(mo)(mo)孔內及膜(mo)(mo)表面生(sheng)長、吸附作(zuo)用也是(shi)膜(mo)(mo)污染的重要(yao)因素。

無機污染

由金屬鹽類(lei)，無機鹽離子架橋作用形成。膜的(de)常(chang)見無機污(wu)染主要是鈣、鎂、鐵、硅等的(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鹽、硫酸(suan)(suan)(suan)鹽及硅酸(suan)(suan)(suan)鹽的(de)結垢物質，其中碳酸(suan)(suan)(suan)鈣、硫酸(suan)(suan)(suan)鈣、氫氧(yang)化鎂較(jiao)多(duo)。

（2）按污染物的性(xing)質(zhi)分(fen)類

可逆(ni)污染（暫時污染）：可以(yi)通(tong)過(guo)一(yi)定(ding)的(de)水力措施(shi)進行去(qu)除膜(mo)污染；如通(tong)過(guo)清水反洗、曝氣抖動可以(yi)去(qu)除的(de)。

不可逆(ni)污(wu)染(ran)（長期污(wu)染(ran)）：不能通(tong)過水力清洗(xi)措施去(qu)除的膜污(wu)染(ran)，可以通(tong)過用(yong)氧化劑(ji)、酸(suan)、堿、還原劑(ji)等(deng)清洗(xi)進行去(qu)除的。

可(ke)逆和(he)不(bu)可(ke)逆，都(dou)是可(ke)以洗(xi)(xi)出來的。任何清洗(xi)(xi)手段都(dou)洗(xi)(xi)不(bu)出來的就(jiu)叫(jiao)不(bu)可(ke)恢復性污染。

（3）按(an)污(wu)染物的位(wei)置分類

混合(he)液中的(de)物料在膜(mo)孔(kong)內(nei)吸附、濃縮結晶、聚集(ji)形成的(de)叫內(nei)部(bu)污染(ran)；在膜(mo)表面的(de)聚集(ji)和(he)沉積形成的(de)叫外(wai)部(bu)污染(ran)。

3、膜污染的(de)影響(xiang)因素及其控(kong)制

膜(mo)污(wu)染的(de)形成主要因(yin)素有(you)：膜(mo)固(gu)有(you)性質、混合液性質和系統運行環境，控制(zhi)及解(jie)決膜(mo)污(wu)染也(ye)應(ying)該從這三方面采(cai)取相應(ying)的(de)措施(shi)。

（1）膜的固有性質(zhi)

膜(mo)的(de)(de)物(wu)理及其(qi)化學性(xing)(xing)能是由膜(mo)材(cai)料(liao)決(jue)定的(de)(de)，膜(mo)在混合液(ye)中的(de)(de)抗污染能力(li)與其(qi)材(cai)料(liao)有(you)(you)關(guan)。有(you)(you)研究表明膜(mo)的(de)(de)親(qin)水(shui)性(xing)(xing)對抗污染能力(li)有(you)(you)非常重要的(de)(de)影響。在有(you)(you)機膜(mo)材(cai)料(liao)中，有(you)(you)的(de)(de)是親(qin)水(shui)性(xing)(xing)材(cai)質如PAN，大(da)多(duo)數均為疏(shu)(shu)水(shui)性(xing)(xing)材(cai)質，像PVDF、PE、PS等。疏(shu)(shu)水(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)機材(cai)料(liao)在應用時必須進(jin)行親(qin)水(shui)性(xing)(xing)改造，由于(yu)改造工藝的(de)(de)差異，親(qin)水(shui)性(xing)(xing)在使用過程中的(de)(de)流(liu)失就(jiu)有(you)(you)了快慢之分(fen)。

此外，膜(mo)抗污染(ran)能力還與(yu)(yu)膜(mo)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度、膜(mo)表(biao)面(mian)電(dian)荷、膜(mo)孔徑等均(jun)有關系(xi)。一(yi)般來說，可以通過選擇親水性更好(hao)的膜(mo)材料(liao)，改善(shan)膜(mo)表(biao)面(mian)的粗(cu)糙度，選用與(yu)(yu)混合(he)液電(dian)位相同的膜(mo)材料(liao)和合(he)適的膜(mo)孔徑來改善(shan)膜(mo)抗污染(ran)的能力。

無(wu)機(ji)膜(mo)如陶瓷膜(mo)：以(yi)氧化鋁(lv)、碳化硅(gui)、氧化鈦、氧化鋯等為(wei)原料，高溫燒(shao)結而成，在通(tong)量、強(qiang)度、化學穩(wen)定(ding)性方便(bian)比有機(ji)膜(mo)具有明顯(xian)的優勢。

（2）混(hun)合液的性質

膜(mo)污染(ran)很(hen)大程(cheng)度(du)是膜(mo)與混合液之間的(de)相互作用的(de)影響結果，混合液的(de)性(xing)質(zhi)包括污泥濃(nong)度(du)和黏(nian)度(du)、顆(ke)粒分布、溶解性(xing)有機(ji)物濃(nong)度(du)、微生物代謝產物濃(nong)度(du)等。

污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)時，污(wu)泥(ni)(ni)對(dui)有機(ji)物的(de)吸附降(jiang)解(jie)能力(li)不足(zu)，混(hun)合液中有機(ji)物濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)增加，膜(mo)孔堵塞(sai)嚴(yan)重，濃(nong)(nong)差極化引起膜(mo)表面(mian)溶(rong)質的(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)顯著提(ti)高(gao)易(yi)(yi)形(xing)成凝膠層，導致過濾阻力(li)增加；當污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)高(gao)于一(yi)定(ding)值時，EPC濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)增加，污(wu)泥(ni)(ni)黏度(du)(du)(du)增長快(kuai)速，黏度(du)(du)(du)對(dui)膜(mo)通(tong)量(liang)(liang)和混(hun)合液中氣泡大小都會產生影響，污(wu)泥(ni)(ni)易(yi)(yi)在(zai)(zai)膜(mo)表面(mian)沉積，形(xing)成較(jiao)厚的(de)污(wu)泥(ni)(ni)層。一(yi)般認(ren)為(wei)污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)存在(zai)(zai)一(yi)個(ge)臨(lin)界值，當污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)高(gao)于該(gai)值時，對(dui)膜(mo)通(tong)量(liang)(liang)將產生不利影響，所以(yi)可(ke)以(yi)選擇污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)控制(zhi)在(zai)(zai)合適的(de)范圍內來(lai)有效的(de)控制(zhi)膜(mo)污(wu)染(ran)。污(wu)泥(ni)(ni)膨脹(zhang)和污(wu)泥(ni)(ni)細碎易(yi)(yi)引起嚴(yan)重的(de)膜(mo)污(wu)染(ran)。

另MBR工藝的(de)進水水質對混合液組(zu)(zu)分也有(you)較(jiao)大的(de)影(ying)響，需(xu)要(yao)進行一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)(du)(du)的(de)預處(chu)理(li)，比如：毛發垃圾物(wu)(wu)質會纏繞模(mo)式(shi)，造成(cheng)膜(mo)組(zu)(zu)件積泥從而導致膜(mo)污染，需(xu)要(yao)在(zai)進入(ru)好氧(yang)生(sheng)化前(qian)采用不同的(de)細膜(mo)格柵去(qu)(qu)(qu)除；泥砂(sha)等(deng)硬度(du)(du)(du)較(jiao)大的(de)顆粒可能(neng)會損傷膜(mo)絲，需(xu)要(yao)采用沉砂(sha)池(chi)去(qu)(qu)(qu)除；油(you)類(lei)對膜(mo)絲造成(cheng)無(wu)法清(qing)洗的(de)污染，超過要(yao)求(qiu)需(xu)要(yao)通(tong)過隔油(you)、氣浮等(deng)去(qu)(qu)(qu)除；無(wu)機物(wu)(wu)：可能(neng)在(zai)膜(mo)表面(mian)析(xi)出、結垢(gou)，堵塞膜(mo)孔。可通(tong)過絮凝沉淀或調整pH控制其(qi)不析(xi)出。其(qi)它對膜(mo)有(you)影(ying)響的(de)特征(zheng)污染物(wu)(wu)，像有(you)機溶劑(ji)、表面(mian)活性劑(ji)、消泡(pao)劑(ji)、PAM、硬度(du)(du)(du)、堿度(du)(du)(du)、溫度(du)(du)(du)，這些(xie)在(zai)具體(ti)情況中要(yao)特別注意。

（3）系(xi)統運行(xing)環境

次臨界(jie)通(tong)量(liang)

臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)的定義為，存在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)樣一個通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)，當通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)大于此(ci)值(zhi)時，TMP增(zeng)加明(ming)顯；而(er)當通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)小于此(ci)值(zhi)時，TMP保(bao)持(chi)穩(wen)定不變(bian)。這(zhe)(zhe)個概念可(ke)以幫(bang)助我們在(zai)(zai)膜(mo)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)最(zui)大化和膜(mo)污染有效控制之間找一個參(can)考點(dian)。在(zai)(zai)膜(mo)組件的實際運行(xing)中(zhong)，將運行(xing)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)高于臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)時稱(cheng)為超臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)操(cao)作(zuo)，運行(xing)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)小于臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)時稱(cheng)為次(ci)臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)操(cao)作(zuo)。在(zai)(zai)實際應用中(zhong)，必(bi)須(xu)選擇合適的運行(xing)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)。此(ci)運行(xing)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)值(zhi)在(zai)(zai)次(ci)臨界(jie)(jie)的范(fan)圍，有時候運行(xing)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)僅為臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)的50%左右(you)。當然，膜(mo)污染在(zai)(zai)長(chang)期運行(xing)的MBR中(zhong)，即使采用次(ci)臨界(jie)(jie)通(tong)(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)操(cao)作(zuo)模式，其(qi)TMP也(ye)是逐漸增(zeng)加的。

合理的曝氣

在MBR中，曝(pu)氣(qi)的(de)目(mu)的(de)除了為微(wei)生(sheng)物(wu)供氧以外，還使上(shang)升的(de)氣(qi)泡(pao)及其產(chan)生(sheng)的(de)擾(rao)動(dong)水(shui)流清洗膜表面(mian)(mian)和阻(zu)止污(wu)泥聚集，以保持膜通量(liang)的(de)穩定。同(tong)時(shi)氣(qi)泡(pao)與膜纖維碰撞產(chan)生(sheng)的(de)抖(dou)動(dong)作用(yong)甚至使膜纖維之(zhi)間互(hu)相摩擦，可加(jia)(jia)(jia)速(su)膜面(mian)(mian)沉積(ji)物(wu)的(de)脫落(luo)，利于膜污(wu)染(ran)的(de)緩解。曝(pu)氣(qi)過(guo)(guo)大時(shi)，會(hui)導致膜表面(mian)(mian)沉積(ji)的(de)顆粒粒徑減(jian)小(xiao)，使濾餅的(de)結構更(geng)加(jia)(jia)(jia)致密，從而(er)使膜過(guo)(guo)濾阻(zu)力增(zeng)加(jia)(jia)(jia)；相反(fan)的(de)，曝(pu)氣(qi)量(liang)過(guo)(guo)小(xiao)時(shi)，擾(rao)動(dong)削弱，污(wu)染(ran)會(hui)加(jia)(jia)(jia)重(zhong)，因此要選(xuan)擇合適的(de)曝(pu)氣(qi)量(liang)。

運停(ting)交(jiao)替

根據(ju)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染的(de)(de)(de)3階(jie)段理(li)論，膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)污染形成需(xu)要一個過(guo)(guo)程(cheng)。首(shou)先，污染物會在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)吸附、沉(chen)積、聚集，采用間(jian)歇(xie)抽(chou)吸的(de)(de)(de)操作模式旨在(zai)通過(guo)(guo)定期(qi)的(de)(de)(de)停止膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾，以使沉(chen)積在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)污泥在(zai)曝氣和(he)水流所造成的(de)(de)(de)剪切力作用下(xia)從膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)脫落下(xia)來，使膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)濾性能得(de)以恢(hui)復。一般抽(chou)吸時(shi)間(jian)越(yue)長，懸浮固體(ti)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積累(lei)的(de)(de)(de)程(cheng)度越(yue)大；停止的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)越(yue)長，膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)沉(chen)積污泥脫落越(yue)徹底，膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾性能也能恢(hui)復越(yue)多(duo)。原(yuan)則上(shang)應根據(ju)膜(mo)(mo)(mo)(mo)廠家的(de)(de)(de)推薦及實際(ji)工程(cheng)的(de)(de)(de)運行(xing)來確定符合自身(shen)特點的(de)(de)(de)運停交替方式。