MBR在汙水處理已經得到了（le）廣泛且成熟的（de）應用，因為MBR替代了二沉（chén）池，可以保證出水SS和高汙泥濃度，省去了很多汙師（shī）在運營中的一些煩惱，但是（shì），膜汙染問題也一直困擾（rǎo）著MBR的發展及運行（háng）！
膜汙染（rǎn）通常是（shì）指混合液中的物質在膜表麵（外部）和膜孔內（內部）吸附聚集，造成膜孔堵塞並（bìng）促使孔隙率變小，引起膜通量的衰減和過濾（lǜ）壓力升高的過程。在膜過濾的操（cāo）作中，水分子和細小物質不斷透過膜，同時一些物質被膜截留（liú）而堵塞（sāi）膜孔或在膜表麵沉積，從而造（zào）成膜汙（wū）染。可以說，是膜截留導致了膜汙染。膜汙染的直接表現，就是膜通（tōng）量的下降或者操作壓力的升高。活（huó）性汙泥混合液體係中存在的營養基質、菌（jun1）膠團、微生物細胞、細胞碎片、微生物代謝產物（EPS、SMP）以及各種有機、無機溶解性物質等都對膜汙染有貢獻。膜汙染（rǎn）的發展通常可分為（wéi）3階（jiē）段（也有2階段說法）：（1）初始汙染：發（fā）生在膜係統投入運行的初期，膜麵與混（hún）合液中的（de）膠體、有機物等（děng）發生強烈的（de）相互作用，汙染方式有粘附、電荷作（zuò）用、膜孔堵塞等（děng）。錯流過濾的條件下，細小的生物絮體或胞外聚合物依舊能夠依附在膜表麵上（shàng），而小於膜孔（kǒng）徑（jìng）的物質會在膜孔中吸（xī）附，通過濃縮、結晶沉澱和生長繁殖的作用造成膜汙染。（2）緩慢汙（wū）染：初期膜表（biǎo）麵光滑，大顆粒物質（zhì）不容易附著，主要由EPS、SMP、生物膠體等黏性物質通過吸附橋架、網捕等作用吸附在膜表麵形成凝（níng）膠層，造成膜過濾阻力的緩慢上升，對混合液中的汙染物的截留性能會有增強。凝（níng）膠層的（de）汙染是不（bú）可避免的，帶來的影響是膜阻力的緩慢上升。在恒流操作中表現為TMP的緩慢（màn）上升，在恒壓模（mó）式中表現為通量的緩慢衰減。（3）快速汙染：第2階段形成的凝膠層在持續的過濾壓差和透水流的作用下，隨著（zhe）汙染物的沉積逐漸密實，導致（zhì）膜汙染從量變到質變，混合液中的（de）絮體迅速（sù）在膜表（biǎo）麵聚集並形（xíng）成汙（wū）泥濾餅，跨膜壓差快速上升。凝膠層的汙染（rǎn）是不可避免的，帶來的影響是膜阻力（lì）的緩（huǎn）慢上升。在恒（héng）流操作中表現為TMP的緩慢上升，在恒壓模式中（zhōng）表現為通量的（de）緩慢衰減。一旦大（dà）量的汙泥絮體在膜麵沉積而形（xíng）成的泥餅層，係統基本是無法正常運行的。MBR運維過程的主要注（zhù）意事項就是延緩（huǎn）凝膠層汙染（保持好的水力條件，原位清（qīng）洗，控製膜汙染發展速率，延長緩慢汙染的（de）運行時間），控製（zhì）泥餅層汙染（快速汙染）。主（zhǔ）要來源（yuán）於混（hún）合液中的（de）大分子有機物（多糖、蛋白質等），腐殖酸類，微生物絮體、細胞碎片等。其中（zhōng）溶解性有機物SMP、EPS雖然對於（yú）MLSS來說占比非常低，但是（shì）它們所造成的膜汙染占到26%-52%。微生物在膜孔內及膜表麵（miàn）生長、吸附作用也是膜（mó）汙染的重要因素（sù）。由金（jīn）屬（shǔ）鹽（yán）類，無機（jī）鹽離子架橋作用（yòng）形成。膜的常見無機汙染主要是鈣、鎂、鐵、矽（guī）等的碳酸鹽、硫酸鹽及矽酸鹽（yán）的結垢物質，其中碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂較多。可逆汙（wū）染（暫時汙染）：可以通過一定（dìng）的水力措施進行去除膜汙染；如通過清水反（fǎn）洗、曝氣抖動可以去除的。不（bú）可逆汙染（長期汙染）：不能通過水（shuǐ）力清洗措施（shī）去除的膜汙染，可（kě）以通過（guò）用（yòng）氧（yǎng）化劑、酸、堿、還（hái）原劑等清洗（xǐ）進行去除的。可（kě）逆和不可（kě）逆，都是可以洗出來的。任（rèn）何清洗手段都洗不（bú）出來的（de）就叫不可恢（huī）複性（xìng）汙染。混合液中的物料在（zài）膜孔內吸附、濃縮結晶、聚集形成的叫內（nèi）部汙染；在（zài）膜表麵的聚集和沉積形成的叫外部汙染。膜汙染的形（xíng）成主要（yào）因素有（yǒu）：膜固（gù）有性質、混合液性質和係統運行（háng）環境，控製及解決膜汙染也應該從這三方（fāng）麵采取相應的措施。膜的（de）物理及其化學性能（néng）是由膜材料決定的（de），膜在混合液中的抗汙染能力與其材料有關。有（yǒu）研究表明膜的親水性對（duì）抗汙染能力有非常重要的影（yǐng）響。在有機（jī）膜材料中，有的是親水性材質如PAN，大多（duō）數均為疏（shū）水性材質，像PVDF、PE、PS等。疏水性有（yǒu）機（jī）材料在應用時必須（xū）進行親水性（xìng）改造（zào），由於改造工藝的差異，親水性在使用過程中的流失就有了快慢之分。此外，膜抗汙染能力（lì）還與膜表麵粗糙度、膜表麵電荷、膜孔徑等均有關係。一般（bān）來說，可以通過選擇（zé）親水性更好的膜材料，改善膜表麵的粗糙度，選用與混合液電位相同的膜材料和合（hé）適的膜孔徑來改善膜抗汙染（rǎn）的能力。無機膜如陶瓷膜：以氧化鋁、碳（tàn）化矽、氧化鈦、氧化鋯等為原（yuán）料，高溫燒結而成，在通量、強度、化學（xué）穩定（dìng）性方（fāng）便比有機膜具有明顯的優勢。膜汙染（rǎn）很大程度是膜與混合液之間的相互作用的影響結果，混合液的性質包括汙泥濃度和黏度（dù）、顆粒分布、溶（róng）解性有機物濃度、微生物代謝產物濃度等（děng）。汙（wū）泥濃度較低時，汙泥對有機物的吸附降解（jiě）能（néng）力不足，混合（hé）液（yè）中（zhōng）有機物濃度增加，膜孔堵（dǔ）塞（sāi）嚴重，濃差（chà）極（jí）化（huà）引（yǐn）起膜表麵溶質的濃度顯著提高易形成凝（níng）膠層，導（dǎo）致過濾阻力增加；當汙泥濃度高於一定值時，EPC濃度增加，汙泥黏度增長快速，黏度對膜通量和混（hún）合（hé）液中氣泡大小都會產生影響，汙（wū）泥易在膜表麵沉積，形成較厚的汙泥層。一般認為汙泥濃度存在一（yī）個臨界值，當（dāng）汙泥（ní）濃度高於該（gāi）值時，對膜通量將產（chǎn）生不利影響，所以可以選（xuǎn）擇汙泥濃度控製在合適的範圍內來有效的控製膜汙染。汙泥膨脹和（hé）汙泥細碎易引起嚴重的膜汙染。另MBR工藝的進水水質對混（hún）合液組（zǔ）分也有較大的影響，需要進行一定程度的預處（chù）理（lǐ），比如：毛發垃圾（jī）物質會纏繞（rào）模式（shì），造成膜組（zǔ）件積泥從而導致膜汙染，需要在進入好氧生化前采用不同的細膜格柵去除；泥（ní）砂等硬（yìng）度較大的顆粒可能會損傷（shāng）膜絲，需要采用沉砂池去除（chú）；油類對膜絲造成無法清洗的汙染，超過要（yào）求（qiú）需要通（tōng）過隔油、氣浮等去除；無機物：可能在膜表麵析出、結垢，堵塞膜孔。可通過絮凝沉澱或調整pH控製其不析出。其它對膜有影響的特征汙染物，像有機溶劑、表（biǎo）麵活性劑、消泡劑、PAM、硬度、堿度、溫度，這些在具體情況（kuàng）中要特別（bié）注意。臨界通量的定義為，存在這樣一個通量，當（dāng）通量大（dà）於此值時，TMP增加明顯；而當通（tōng）量小於此值時，TMP保（bǎo）持穩（wěn）定不變。這個概念可以（yǐ）幫助我們（men）在膜通量***大化和膜汙染有效控製之間找一（yī）個參考點。在膜組件的實際運行中，將運行通量高（gāo）於臨界通（tōng）量時（shí）稱為超臨界通量操作，運行通量小於（yú）臨界通量時稱為次（cì）臨界通量（liàng）操作。在實際應用中，必（bì）須（xū）選擇合適的運（yùn）行通量（liàng）。此運行通量值在次臨界的範圍，有時候運行通量僅為臨界通量的50%左右（yòu）。當然，膜汙染在長期運（yùn）行的MBR中，即使采用次臨界通量操作模式，其TMP也是逐漸增加的。在（zài）MBR中，曝氣的（de）目的除了為（wéi）微生物供氧以外，還（hái）使上升（shēng）的氣泡及其產生的擾動水流清洗（xǐ）膜表麵和阻（zǔ）止汙泥聚集，以保持膜通（tōng）量的穩定。同時氣泡（pào）與膜纖維碰撞產生的抖動作用甚至使（shǐ）膜纖維之間互相摩擦，可加速膜麵沉積物的脫落，利於膜汙染的緩解。曝氣過（guò）大時（shí），會導致膜表麵沉積的顆粒粒徑減小，使濾（lǜ）餅（bǐng）的（de）結構更加致（zhì）密，從而使膜（mó）過濾阻力增加；相（xiàng）反的，曝氣量過小時，擾（rǎo）動（dòng）削弱，汙染會加重，因此要選擇合（hé）適的曝氣量（liàng）。根據膜汙染的3階段理論，膜表麵的汙染形成需要一個過（guò）程。首（shǒu）先，汙染物會在膜表麵吸附、沉積、聚集，采用（yòng）間歇抽（chōu）吸的操作模式旨在通過定期的停止（zhǐ）膜過（guò）濾，以使沉積在膜表麵的汙泥在曝氣和水流所造成的（de）剪（jiǎn）切力作（zuò）用下從膜表麵脫（tuō）落下來，使膜的（de）過濾性（xìng）能（néng）得以恢複。一般抽吸時間越（yuè）長，懸浮固體在膜表麵（miàn）積累的程度越大；停止的（de）時間越長（zhǎng），膜表麵沉積汙泥脫落越徹（chè）底，膜（mó）過濾性能也能恢複越（yuè）多。原則上應根（gēn）據膜廠家（jiā）的（de）推薦及實（shí）際工程的運行來（lái）確定符合自（zì）身特點的運停交（jiāo）替方式。
