膜汙(wū)染是(shì)膜與反(fǎn)應器(qì)內(nèi)的汙泥混(hùn)合液中(zhōng)的汙(wū)染物質相互(hù)作用(yòng)而(ér)引(yǐn)起的在(zài)膜孔(kǒng)內或(huò)者(zhě)膜麵(miàn)吸附(fù)，聚集(jí)，沉(chén)澱(diàn)等(děng)，從而(ér)引起膜(mó)跨(kuà)膜(mó)壓力的(dí)升高(恒(héng)流模式)或(huò)者(zhě)膜(mó)通量的(dí)降(jiàng)低(恒(héng)壓模式)的現(xiàn)象(xiàng)。
活(huó)性(xìng)汙泥體係中物質眾(zhòng)多(duō)，包括汙(wū)水(shuǐ)基(jī)質，菌膠團，微生(shēng)物細胞(bāo)，細(xì)胞(bāo)碎片以及微(wēi)生(shēng)物代(dài)謝產物如胞外(wài)聚合物(EPS)和溶(róng)解(jiě)性微生(shēng)物(wù)產物(SMP)以及各(gè)種有機，無機溶解性物質等，理論(lùn)上(shàng)講(jiǎng)每一部分(fēn)對膜(mó)汙染都有(yǒu)貢獻。
活性汙泥體係(xì)中(zhōng)的(dí)物(wù)質在(zài)膜(mó)孔內(nèi)的吸(xī)附(fù)和(hé)聚(jù)集形成(chéng)的汙染，稱(chēng)之為內部汙染；而在膜表(biǎo)麵(miàn)聚集或沉積形成的(dí)汙染(rǎn)稱之(zhī)為外(wài)部汙染。
需(xū)要(yào)指出的(dí)是，MBR的外部(bù)汙染中(zhōng)存(cún)在"泥餅層"汙(wū)染和"凝(níng)膠層"汙染(rǎn)的(dí)現象。泥餅層汙(wū)染(rǎn)是(shì)指(zhǐ)大(dà)量汙(wū)泥絮體在膜麵沉(chén)積而(ér)形成的汙(wū)染；凝膠層汙染則是(shì)一些(xiē)小(xiǎo)顆粒物質，如膠體物(wù)質(zhì)，EPS，SMP 等物質(zhì)在(zài)膜(mó)麵的吸附(fù)和聚集(jí)，這些物(wù)質的(dí)粒(lì)徑(jìng)分(fēn)布(bù)往(wǎng)往較廣，*控製這些(xiē)物質不(bù)在膜(mó)麵(miàn)沉(chén)積(jī)是不(bù)可(kě)能(néng)的(dí)。
在MBR運行過程(chéng)中，一旦出現泥(ní)餅層的汙(wū)染(rǎn)，係統隨之(zhī)會(huì)出現壓(yā)力(lì)迅速上(shàng)升(shēng)或者通量急(jí)劇衰減(jiǎn)的(dí)現(xiàn)象，MBR在短(duǎn)期內(nèi)達(dá)到運行終(zhōng)點(diǎn)，需要(yào)進(jìn)行膜的清洗。而目，在長(cháng)期運(yùn)行(háng)過(guò)程中，這些(xiē)被認(rèn)為"可逆"的泥餅層(céng)汙染會逐漸(jiàn)向"不可(kě)逆(nì)"過渡，影(yǐng)響係(xì)統(tǒng)的長(cháng)期(qī)穩定運(yùn)行(háng)。
盡管(guǎn)有研究(jiū)者認為泥餅層汙染可以(yǐ)起到(dào)攔截細小顆粒(lì)物(wù)等的(dí)作用，但(dàn)是一般在MBR操(cāo)作(zuò)運行(háng)中要盡(jìn)可能避(bì)免泥餅層的(dí)過渡形(xíng)成(chéng)。凝(níng)膠層汙染(rǎn)所帶來(lái)的是膜汙染阻力(lì)緩慢(màn)上升的過程，在(zài)恒(héng)流操作模式(shì)中(zhōng)表(biǎo)現為(wéi)壓力的緩慢上升，在恒壓操(cāo)作(zuò)模(mó)式中表現為(wéi)通量(liáng)的緩(huǎn)慢衰減。
此外(wài)，目前(qián)關(guān)於(yú)MBR中優(yōu)勢汙染物(wù)的研(yán)究(jiū)與認識仍存(cún)在(zài)爭議(yì)，但是(shì)一般認為反應器(qì)中存在的膠體物(wù)質(zhì)以及微生(shēng)物(wù)產(chǎn)物(wù)是引(yǐn)起(qǐ)MBR長期運行(háng)過程中(zhōng)汙染的主(zhǔ)要(yào)汙染物(wù)，並(bìng)且無(wú)機離子(zǐ)與(yǔ)有(yǒu)機(jī)物之(zhī)間(jiān)存在(zài)的架(jià)橋(qiáo)和絡合作(zuò)用(yòng)會引起更加嚴重(zhòng)的(dí)汙染現象。
在MBR 中，膜(mó)汙染(rǎn)與(yǔ)膜材料，汙(wū)泥混合(hé)液(yè)性質以及(jí)操(cāo)作(zuò)運(yùn)行條件(jiàn)等(děng)三(sān)方麵相關。因(yīn)此(cǐ)，MBR的膜(mó)汙染控製(zhì)也(yě)主要(yào)集中於上述三方麵，即(jí)高性能(néng)膜(mó)材料(liào)/膜組件(jiàn)研製(zhì)，汙泥混(hùn)合液性質調控和操作運行條件優(yōu)化。
膜材(cái)料(liào)和膜組(zǔ)件是MBR以及其(qí)他膜分離工藝的核心，是(shì)影響膜分(fēn)離工藝(yì)中膜汙染的(dí)關(guān)鍵因素之(zhī)一。采(cǎi)用高(gāo)性(xìng)能(néng)，抗汙(wū)染(rǎn)的膜材料和膜(mó)組件(jiàn)是(shì)有(yǒu)效控(kòng)製(zhì)膜汙染的(dí)直接(jiē)，有(yǒu)效的(dí)手段。為(wéi)此(cǐ)，目(mù)前(qián)市(shì)場(cháng)上(shàng)出現了(liǎo)多(duō)種材(cái)質，各(gè)式各樣膜(mó)組件(jiàn)的膜產品。從膜(mó)材料(liào)而言，膜孔，徑(jìng)，親/疏水(shuǐ)性，Zeta 電位，膜麵(miàn)粗(cū)糙(cāo)度以(yǐ)及(jí)膜麵官(guān)能團情(qíng)況等(děng)均會(huì)對(duì)膜汙染造成影響(xiǎng)。
在高性能(néng)膜材料(liào)製備過(guò)程(chéng)中，需(xū)要綜合考(kǎo)慮(lǜ)膜(mó)麵各(gè)個物理化學(xué)性(xìng)能指(zhǐ)標的影響。目前(qián)，膜(mó)材(cái)料性(xìng)能(néng)的(dí)改良包(bāo)括(kuò)膜麵(miàn)改(gǎi)性(xìng)與(yǔ)膜(mó)本(běn)體改(gǎi)性兩(liǎng)種途徑(jìng)。
具(jù)體而言，又包括(kuò)：
①親水性改(gǎi)良，如(rú)等離子體處理，藥劑浸泡(pào)-幹(gān)化等；
②抗汙染因子添(tiān)加或(huò)接枝，如(rú)添(tiān)加(jiā)功(gōng)能(néng)洗(xǐ)滌劑因(yīn)子，納(nà)米材(cái)料(liào)，表麵(miàn)紫(zǐ)外(wài)光照/y光(guāng)照射接枝等；
③膜麵電荷(hé)修飾(shì)；
④膜(mó)孔(kǒng)徑(jìng)，孔隙率，粗(cū)糙(cāo)度(dù)等(děng)改(gǎi)良(liáng)。一般而言，MBR 中膜(mó)材(cái)料(liào)希(xī)望具有親水性強，負(fù)電性高，孔(kǒng)徑分(fēn)布均匀，粗糙(cāo)度低(dī)的特點。
除此之(zhī)外，值得(dé)一提的是一些廉價基材，如無(wú)紡布，篩(shāi)絹(juàn)，不(bù)鏽鋼絲網，滌綸網等可以(yǐ)利用在基(jī)材(cái)上形成(chéng)動(dòng)態膜進行(háng)過濾(lǜ)分離，不僅取(qǔ)得(dé)了良好的(dí)分(fēn)離效果，同(tóng)時可(kě)以(yǐ)避(bì)免傳統膜(mó)汙染(rǎn)嚴重的(dí)問題(tí)，這(zhè)類膜基材的(dí)清洗(xǐ)也(yě)十(shí)分(fēn)方便(biàn)。當然，膜(mó)組件以(yǐ)及(jí)膜組(zǔ)器(qì)的優化(huà)設(shè)計(jì)對(duì)有(yǒu)效(xiào)控製(zhì)膜(mó)汙染也(yě)很(hěn)重(zhòng)要。
混合液性質(zhì)是(shì)影(yǐng)響(xiǎng)膜汙染的另一重(zhòng)要(yào)因(yīn)素(sù)，主(zhǔ)要包括汙泥(ní)濃度，汙泥(ní)成分(fēn)(纖維狀(zhuàng)物質，膠體，溶解(jiě)性(xìng)物(wù)質，SMP，EPS，無(wú)機離(lí)子(zǐ)等(děng))，汙(wū)泥(ní)粒徑，汙泥(ní)黏度(dù)，汙泥菌(jūn)群等。混合液性(xìng)質(zhì)與膜(mó)汙染(rǎn)之間的關聯十分(fēn)復雜，且(qiě)研(yán)究結論存在著一(yī)定的爭議和矛(máo)盾之(zhī)處。
隨著研(yán)究的深入，有(yǒu)關混(hùn)合(hé)液性質與(yǔ)膜(mó)汙(wū)染之間(jiān)的關係有(yǒu)以下幾點(diǎn)已基本明(míng)晰(xī)：
①混合液(yè)中(zhōng)顆粒粒徑越(yuè)大(dà)越有(yǒu)利於減(jiǎn)輕膜汙(wū)染(rǎn)；
②一般而言(yán)，混合(hé)液(yè)中膠(jiāo)體物(wù)質(zhì)和溶(róng)解性物質(zhì)的(dí)濃(nóng)度越(yuè)低膜汙染(rǎn)就越(yuè)低；
③合適的MLSS濃度有利於膜汙(wū)染控製；
④大分子質量的溶解(jiě)性(xìng)物質(zhì)中一般易形(xíng)成膜汙染；
⑤汙(wū)泥膨脹/汙(wū)泥(ní)破碎(suì)易(yì)形(xíng)成(chéng)嚴(yán)重(zhòng)的(dí)膜(mó)汙染(rǎn)；
⑥一般而(ér)言汙(wū)泥(ní)黏度(dù)越(yuè)大(dà)膜汙染越嚴(yán)重。
此外，汙泥(ní)菌群(qún)會(huì)影響微(wēi)生物在膜表(biǎo)麵的滋生。
汙泥(ní)混合(hé)液(yè)中存在的毛(máo)發以及(jí)其(qí)他纖維(wéi)狀(zhuàng)的物(wù)質(zhì)會對(duì) MBR中膜(mó)組件產生嚴重的纏(chán)繞和堵塞現象，並導(dǎo)致膜絲(sī)或者(zhě)膜片(piàn)之間(jiān)出現大量汙泥(ní)顆粒或(huò)者(zhě)泥餅層的汙(wū)染，需要(yào)設(shè)置精細的預(yù)處理設(shè)施或者在(zài)回(huí)流(liú)汙(wū)泥(ní)中(zhōng)增(zēng)加(jiā)處理設施。
操作條件(jiàn)優化對(duì)於膜汙(wū)染控製具(jù)有重(zhòng)要意義，其主要包括以下幾(jī)個方麵：
①選擇合(hé)適(shì)的(dí)運行通量和操作(zuò)壓(yā)力(lì)，對(duì)於(yú)恒流運行(háng)模式而(ér)言(yán)，其運行通(tōng)量(liáng)要處(chǔ)於次(cì)臨(lín)界通(tōng)量範圍(wéi)內，同樣(yàng)對於恒壓操作模式需要(yào)在次臨(lín)界(jiè)壓(yā)力範(fàn)圍內(nèi)；
②曝(pù)氣(qì)強(qiáng)度及水(shuǐ)力(lì)學流態(tài)控製，在MBR錯(cuò)流過(guò)濾(lǜ)中，一(yī)般(bān)提(tí)高(gāo)曝氣(qì)強度會提升(shēng)膜表麵(miàn)的水力剪切力(lì)和(hé)錯流過濾速(sù)率(shuài)，但是也(yě)存在一(yī)個最(zuì)大(dà)的曝氣(qì)強度(dù)，超(chāo)過(guò)該值，錯(cuò)流(liú)速(sù)率(shuài)並(bìng)無(wú)明顯(xiǎn)提(tí)升(shēng)，也可(kě)以(yǐ)通(tōng)過(guò)反(fǎn)應器優化(huà)，投加(jiā)惰性(xìng)顆粒(lì)物(wù)，旋(xuán)轉膜/振(zhèn)動(dòng)膜(mó)簽方法提(tí)高水力學條件；③膜(mó)的過(guò)濾模(mó)式，采用(yòng)間歇(xiē)過濾(lǜ)有助於(yú)汙(wū)染(rǎn)控製(zhì)，提升(shēng)係統運(yùn)行穩(wěn)定(dìng)性；
④達到(dào)一定的(dí)操(cāo)作壓(yā)力(lì)及(jí)時進行清洗，汙染物在長(cháng)期過程中(zhōng)性(xìng)質(zhì)會(huì)發(fā)生變(biàn)化(huà)，一(yī)些(xiē)可(kě)逆(nì)汙(wū)染(rǎn)會轉(zhuǎn)變為(wéi)不可(kě)逆(nì)汙染(rǎn)或(huò)者(zhě)不可恢復汙染(rǎn)，及時清(qīng)洗是避(bì)免汙染物(wù)性質(zhì)轉化的(dí)有效手(shǒu)段(duàn)；
⑤選(xuǎn)擇(zé)合適的HRT和SRT。
操作條(tiáo)件反(fǎn)過(guò)來又影(yǐng)響了(liǎo)汙泥泥合液(yè)性(xìng)質(zhì)，兩(liǎng)者(zhě)之(zhī)間(jiān)相互(hù)關(guān)聯(lián)。
技(jì)術(shù)支持(chí)：環保(bǎo)在綫 GoogleSitemap