MBR在汙水處理已經得到了廣泛（fàn）且（qiě）成熟的應用，因（yīn）為MBR替代了二沉池，可以（yǐ）保證（zhèng）出水SS和高汙（wū）泥濃（nóng）度，省去了很多汙師在運（yùn）營中的一些煩惱（nǎo），但是，膜汙染問題也一直（zhí）困擾著MBR的發展及運行！
膜汙染通常是指混合液中的物質在膜表麵（外部）和膜孔內（內部（bù））吸（xī）附聚集，造成膜孔堵塞並促使孔隙率變小，引起膜通量的衰減和過濾壓力升高的過程。在膜過濾的操作中，水分子和細小物質不斷透過膜，同（tóng）時一些物質被膜截留而堵塞膜孔（kǒng）或在膜表麵沉積，從而造成膜汙染。可以說，是膜截留導致了膜汙染（rǎn）。膜汙染的直接表現，就是膜通量的下降或者操作壓力的升高。活性汙泥混合液體係（xì）中（zhōng）存在的營養基質、菌膠團、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（duì）膜汙染有貢獻。膜汙染（rǎn）的（de）發展通常可分為（wéi）3階段（也有2階段說法）：（1）初始汙染：發生（shēng）在膜係統投入運行的初期，膜麵與混合液（yè）中（zhōng）的膠體、有機物等發生強烈的相互作用，汙染方式有粘（zhān）附、電荷（hé）作用、膜孔堵塞等。錯流過濾的條件下，細小的生（shēng）物絮體或胞外聚合（hé）物依舊能夠依附在膜表麵上，而小於膜孔徑的物質會在膜孔中吸附，通過濃縮、結晶沉澱和生長繁殖的作（zuò）用造成膜汙染。（2）緩慢汙染：初期膜表麵（miàn）光滑，大顆粒物質不容易附著，主要由EPS、SMP、生物膠體等黏（nián）性物（wù）質通過吸附橋架、網捕等作用吸附在膜表麵形成（chéng）凝膠層，造成膜過濾阻力的緩慢上升，對混合（hé）液中的汙染物（wù）的截留性能會有增強。凝膠層的汙染是不可避免的，帶（dài）來的影響是膜阻力的緩慢上升。在恒流操作中表現為TMP的緩慢上升，在恒壓模式中表（biǎo）現為（wéi）通量的緩慢衰減。（3）快速汙染：第（dì）2階段形成的凝膠層在持續的過濾（lǜ）壓差和透水流的作（zuò）用下，隨（suí）著汙染物的（de）沉積（jī）逐漸密實，導致膜汙染（rǎn）從量變到質變，混合液中的絮體迅速在膜表麵聚集並形成汙泥濾餅，跨膜（mó）壓差快速上升（shēng）。凝膠層的汙染是不可避免（miǎn）的，帶來（lái）的影響是（shì）膜阻力的（de）緩慢上（shàng）升。在恒流操作中表現（xiàn）為TMP的緩（huǎn）慢上升，在恒（héng）壓模式中表現為通量的（de）緩慢衰減。一旦大量的汙泥絮（xù）體在膜麵沉積而形成（chéng）的泥餅層（céng），係統基本是（shì）無法正常運行的。MBR運維（wéi）過程的主要注意（yì）事項就是延緩凝膠層（céng）汙染（保持（chí）好的水力條件，原位清洗，控製膜汙染發展速率，延長緩慢汙染的運行時間），控製泥餅層汙染（rǎn）（快速汙（wū）染）。主要來源於混合（hé）液中的大分子有機物（多糖、蛋白質等），腐殖酸類，微（wēi）生物絮體、細胞碎片等。其中溶解性有（yǒu）機物SMP、EPS雖然對於MLSS來說占比非常低，但是它（tā）們（men）所造成的膜汙染占到26%-52%。微（wēi）生物在（zài）膜孔內及膜表麵生長、吸附作用也是膜汙染的重要因素。由金屬（shǔ）鹽（yán）類（lèi），無機鹽離子架橋作用形成。膜（mó）的（de）常見無機汙染主要是鈣、鎂、鐵、矽等的碳酸鹽、硫酸鹽及矽酸（suān）鹽的結垢物質，其中碳酸（suān）鈣、硫酸鈣、氫氧（yǎng）化（huà）鎂較（jiào）多。可逆汙染（暫時汙染）：可以（yǐ）通過一定的水力措施進行去除膜汙染；如通過清（qīng）水反洗（xǐ）、曝氣抖（dǒu）動可以去除（chú）的。不可逆汙染（長期汙染）：不能通過水力清洗措施去（qù）除的膜汙染，可以通過用氧（yǎng）化劑、酸（suān）、堿、還原（yuán）劑等清洗進（jìn）行去除的。可逆（nì）和不可逆，都是可以洗出來（lái）的。任何（hé）清洗手段都洗不出（chū）來的就（jiù）叫（jiào）不可恢複（fù）性汙（wū）染。混合液中的物料在膜孔內吸附、濃縮結晶、聚集形成的（de）叫內部（bù）汙染；在膜表麵（miàn）的聚集和沉積形成的（de）叫外部汙染。膜汙染的形成主要因（yīn）素有：膜固有性（xìng）質、混合（hé）液性質和係統運行環境，控製及解決膜汙染也（yě）應該從這三方麵采取相應的措施。膜的（de）物理及其化學性能是由膜材料決定的，膜在混合液中的抗汙染能力與其材料（liào）有關。有（yǒu）研究表明膜的親水性對抗汙染能力有非常重要的影響。在有機膜材料中，有的是親水性材質如PAN，大多數均為疏水性材質，像PVDF、PE、PS等。疏水（shuǐ）性有機材料在應用時必須進行親水性改造，由於改造工藝的（de）差異，親水性在使用過程中的流失就有了快慢之分。此外，膜（mó）抗汙染能力還與（yǔ）膜表麵粗（cū）糙度（dù）、膜（mó）表麵電荷、膜孔徑等均有關係。一般來說，可以通過選擇親（qīn）水性（xìng）更好的膜材（cái）料，改善膜表麵的粗糙度，選用與混（hún）合液電位相同的膜材料和合適的膜孔徑來改善膜抗汙染的能力。無機膜如陶瓷膜：以氧化鋁、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯（gào）等為原料，高溫（wēn）燒結而成，在通量、強（qiáng）度、化（huà）學穩定性方便比有機膜具有明顯的優勢。膜汙染（rǎn）很大程度是膜與混（hún）合（hé）液之間（jiān）的相互作（zuò）用（yòng）的影響結（jié）果，混合液的性（xìng）質包括汙泥濃度和黏度、顆粒分布（bù）、溶解性（xìng）有機物濃度、微生物（wù）代謝產物濃度等。汙泥濃（nóng）度較低時，汙泥對有機物的吸附（fù）降（jiàng）解能力不（bú）足，混合液中有機物濃度增加，膜孔堵塞嚴重（chóng），濃差極化引起膜（mó）表麵溶質的濃度顯著提高易形成凝膠層，導致過濾（lǜ）阻力增加；當汙泥濃度高於一定值時，EPC濃度增（zēng）加，汙（wū）泥黏度增長快速，黏度對（duì）膜通量和（hé）混合液中氣泡大小都會產生影響，汙泥易在膜表（biǎo）麵沉積，形成較厚的（de）汙泥層。一般認為汙泥濃度存在一個臨界值，當汙泥濃度高於該值時，對膜通量將產生不利影響，所以可以選擇汙泥濃度控製在合適的範圍內來有效的控製膜汙染。汙泥膨脹和汙泥細碎易引起嚴重的膜汙染（rǎn）。另MBR工藝的進水水質（zhì）對混合（hé）液組分也有較大（dà）的影響，需要進行一定程度的預處理，比如：毛發垃（lā）圾（jī）物質會纏（chán）繞模式，造成膜組件積泥從（cóng）而導致膜汙染，需要（yào）在進入（rù）好氧生化前采用（yòng）不（bú）同的細膜格柵去除；泥砂等硬度較大的顆粒可能會損傷膜絲，需要采用沉砂池去除；油類對膜絲造成無法清洗的汙染，超過要求需要通過隔油、氣浮等去除；無機物：可能在（zài）膜表麵析出、結垢，堵塞膜（mó）孔。可通過絮凝沉澱或調整pH控製其不析出。其它對膜有影（yǐng）響的特征汙染物，像有機溶劑、表麵活性劑（jì）、消泡劑、PAM、硬度、堿度、溫度，這（zhè）些在具（jù）體情況中要特別注意。臨界通（tōng）量的定義為，存在這樣一個通量，當通量大於此值時，TMP增（zēng）加明顯；而當通量小於此值時，TMP保（bǎo）持穩定（dìng）不變。這（zhè）個概念可以幫助我們在膜通量***大化和膜汙染有效控製之間找一個參考點。在膜組件的實際（jì）運行中，將運行通量高於臨界通量時（shí）稱為超臨界通量（liàng）操作，運行（háng）通量小（xiǎo）於臨界通量時稱為次臨界通量操作。在實際應用（yòng）中，必須選擇合適的運行通量。此運行通量值在次臨界的範圍，有時（shí）候運行通量僅為臨界通量的50%左右。當然，膜汙染在（zài）長期運行的MBR中，即使采（cǎi）用次臨界通量操作模式，其TMP也是逐（zhú）漸增加的。在MBR中，曝氣的目（mù）的除了為微生物供氧以外，還使上升的氣泡及其產生的（de）擾動水流清洗膜表麵和阻止汙泥（ní）聚集，以保持膜通量的穩定。同時氣泡與膜纖維碰撞產生的抖動（dòng）作用甚至使膜纖維之間互相摩擦，可加（jiā）速膜麵沉積（jī）物的脫落，利（lì）於膜汙染的緩（huǎn）解。曝（pù）氣過大時（shí），會導致膜表（biǎo）麵沉積的顆粒粒徑減小，使濾餅（bǐng）的結構更加致密，從（cóng）而使膜過濾阻力增加；相反的，曝（pù）氣量過小時，擾動削弱，汙染會加重，因此要選擇合適的曝氣量。根據膜汙染的3階段理論，膜表麵的汙染形成需要一個過程。首先，汙染物會在（zài）膜表麵吸附（fù）、沉積、聚集（jí），采用間歇抽吸的操作模式旨在通（tōng）過定期（qī）的停止膜（mó）過濾，以使沉積在膜表麵的汙（wū）泥在曝氣和水流所造成的剪切力作用（yòng）下從膜表麵脫落下來，使膜的過濾性能得以（yǐ）恢複。一般抽吸時間越長，懸浮固體在膜表麵積累的程度（dù）越大；停止的（de）時間越長，膜表麵沉積汙泥脫落越徹底（dǐ），膜過濾性能也能恢複越多。原則上應根據膜廠家的推薦及實際（jì）工程的運行來確定符合（hé）自身特點的運停交替方式。
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