本期問題：作為環保水處理常用技術，MBR工藝前景樂觀，但是有關於膜汙染的那些事兒，你解決了嗎？
隨著現代化工業的迅猛發展和城市規模的不斷擴大，城市用水量和廢水量不斷增加，造成城市水源水量日益不足，水環境日趨惡化，水資源危機日漸嚴峻。用傳統方法解決水汙染已不能適應飛速發展的新形勢，膜生物反應器(Membrane Bioreactor．簡寫為MBR)就是在這個環境需求動力下的產物，它融合了生物反應器的生物降解和膜的高效分離於一體，具有傳統生化處理技術無法比擬的獨到優勢：出水水質良好且穩定、處理效率高、佔用空間少、操作簡便。
但是不能忽視的一個問題就是MBR膜的汙染問題，這個問題在很大程度上限制了MBR的應用。
汙水的MBR處理工藝
part 1 膜汙染的形成途徑
MBR膜汙染的形成途徑主要有三個：
1．濾餅層(cake 1ayer)：主要是水透過膜時，被截留下來的部分活性汙泥和膠體物質，沒來得及送走就在濾壓差和透過水流的作用下堆積在膜表面，形成膜汙染。
2．溶解性有機物：有機物的來源主要是微生物的代謝產物，它可在膜表面形成凝膠層，也可在膜內微孔表面被吸附而堵塞孔道，使膜通量下降。
3．微生物汙染：膜面和膜內的微孔中有微生物所需的營養物質，因而不可避免的會有大量微生物滋生。
part 2 膜汙染的影響因素
影響MBR膜汙染的主要因素有：膜的性質、料液性質和膜的運行條件等。具體影響膜汙染的主要因素有如下幾種。
1．膜本身的特性：如膜孔徑及其分佈、膜材料、膜結構、膜一溶質一溶劑之間的相互作用；
2．被處理的汙水水質：特別是水中有機物的種類和濃度；
3．操作條件：汙泥泥齡、溶解氧濃度、膜面流速、溫度等；
4．MAR的特徵：尺寸、高度、曝氣系統佈置等；
5．其他因素：如微生物種群之問的相互影響、膜本身對生物膜生長的影響、細菌胞外聚合物(EPS)的組成及濃度等。
part 3 膜汙染的防治措施
關於MBR膜汙染的防治措施，總結起來有以下4大方向，分別為膜組件的選擇和合理優化方面、改善汙泥混合液特性方面、優化分離操作條件方面、膜汙染後的清洗方面來進行防治。
下面就針對這4大方面進行簡要說明。
①膜組件的選擇和合理優化
1)膜材料選取：已經商品化的膜材料有硝化纖維素(CN)、醋酸纖維素(cA)、cN—cA混合膜、聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)、聚丙烯氰(PPc)及偏氟乙烯(PVF)等，在選擇膜材料時應從材料的強度、熱穩定性、化學穩定性、耐汙染性能、產水性能、使用壽命、膜造價等方面進行技術分析和經濟性評價來確定。
2)膜孔徑選擇：從理論上講，在確保汙染物被截留的情況下，選擇孔徑大的膜可以使水通量提高。但實驗發現，選用較大膜孔徑，反而加速了膜的汙染，水通量下降很快。一般膜的切割顆粒尺寸(截留分子量)應比要分離的汙染物的尺寸小一個數量級。
3)膜表面改性：考慮到廢水中的汙染物和活性汙泥是有機物質，為了防止膜汙染，應降低膜和原水間界面能，因此應採用具有優良的抗汙染特性的親水性膜；另外，膜材料的電荷與溶質的電荷相同的膜也較耐汙染。
4)膜組件的安裝：為防止膜汙染，膜組件在安裝時應合理確定膜組件和曝氣池牆體之間的距離、膜組件和空氣擴散管之間的距離以及膜組件和反應器液麵、空氣護散器和曝氣池底之間的距離，以保證在一定曝氣最F獲得較高的液體上升速率，減少汙泥層在膜表面的沉積，減緩膜汙染。
②改善汙泥混合液特性
為了提高生物反應器中的汙泥濃度，保證處理效率，又能維持較高的膜通量，延緩膜汙染，許多研究者進行了向MBR中投加填料的試驗研究，取得了很好的效果。日前使用較多的填料有粉末活性炭(PAC)、沸石、泡沫填料、多孔柔性懸浮填料、聚酰胺彈性填料、殼聚糖等。
③優化分離操作條件
膜通量的選擇是影響膜汙染的重要因素，一般認為特定的膜存在臨界膜通量，當實際採用的膜通量低於臨界膜通量時，膜過濾壓力保持平穩且膜汙染可逆；反之，膜過濾壓力迅速上升，膜汙染的可逆性顯著下降。對恆定膜通量和恆定操作壓力這兩種情況進行比較，採用恆定膜通量的操作方式在運行初期能夠避免膜面過度汙染，更有利於膜的長期穩定運行。
曝氣在MBR中除了供氧以外，還利用上升的氣泡產生紊動水流來清洗膜表面和阻止汙泥聚集，因此所需曝氣量較高，一般氣水比為(30：1)～(100：1)。
溫度對膜過濾分離過程也有影響，升高溫度有利於膜分離過程的進行。有研究表明，溫度每升高1℃可引起膜通量增加2％，這主要是由於溫度變化引起汙泥混合液粘度的變化所致。此外，提高溫度還可以改變膜面上汙泥層的厚度和孔徑，從而改變膜的通透性。但是溫度不能太高，否則會破壞微生物的活性(大部分微生物在20～30℃時活性強)，並造成能量浪費。
間歇出水就是降低膜汙染中常說的鬆弛法。當一體式MBR採用連續過濾方式出水時，濾餅層和凝膠層不斷加厚，膜汙染逐漸加重，而間歇式出水時，在停止抽吸的時間段內，上升的氣液兩相流會沖刷膜表面，降低濃差極化的影響，同時沉積在膜表面的汙染物也會在氣液兩相流的帶動下脫離膜表面回到泥水混合液中，從而減輕膜汙染的影響。
④膜汙染後的清洗
物理清洗是通過人工或機械清洗去除膜上的汙染物，主要方法有正方向沖洗、變方向清洗、透過液反壓沖洗、振動、排氣沖水法、空氣噴射、水力方法、氣一液脈衝和循環洗滌等，在水力清洗時採用高膜面流速和低操作壓力有利於膜通量的恢復。
part 4 結束語
毋庸置疑，MBR是一項極具潛力的汙水處理技術。從工藝流程設計、預處理、膜材料性能、投加填料、設備操作運行以及汙染後清洗等各個環節採取措施對MBR中膜汙染進行控制，可以使濃差極化和膜汙染減小到最低程度。
但這些措施都還需要進一步改進，相信隨著環保人的不斷努力，MBR工藝最終會克服膜汙染的問題，成為水汙染控制的主要技術之一。
MBR膜
好了那關於這個問題咱們就說到這裡，小夥伴們還有其他問題的話，可以在留言區留言，小編將在第一時間回覆大家，這樣才能夠最快的提升大家的技術水平哦！
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