隨著現(xiàn)代(dài)化工業的迅猛(měng)發展(zhǎn)和(hé)城(chéng)市規(guī)模的不斷擴(kuò)大(dà)，城市(shì)用(yòng)水(shuǐ)量和廢水量(liáng)不斷增加，造(zào)成城(chéng)市水(shuǐ)源(yuán)水(shuǐ)量日(rì)益(yì)不足(zú)，水(shuǐ)環(huán)境日(rì)趨(qū)惡(è)化(huà)，水資(zī)源危(wēi)機日漸(jiàn)嚴(yán)峻。用(yòng)傳統(tǒng)方(fāng)法解決水汙染已不能適應(yīng)飛速(sù)發(fā)展(zhǎn)的(dí)新形(xíng)勢，膜(mó)生物(wù)反應器(Membrane Bioreactor．簡寫為(wéi)MBR)就(jiù)是在(zài)這(zhè)個環境需(xū)求動(dòng)力(lì)下的(dí)產(chǎn)物(wù)[1]，它融合(hé)了(liǎo)生(shēng)物(wù)反應器(qì)的生物(wù)降解和(hé)膜(mó)的高(gāo)效(xiào)分(fēn)離於一(yī)體(tǐ)，具有(yǒu)傳(chuán)統生化(huà)處(chǔ)理技(jì)術無法比較的獨到(dào)優勢
：出水水(shuǐ)質(zhì)良好(hǎo)且穩定(dìng)
，處理效率高
，占用空間(jiān)少
，操作簡(jiǎn)便。但(dàn)是(shì)，膜(mó)汙(wū)染在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)限製(zhì)了MBR的(dí)應(yīng)用。

一．MBR膜(mó)汙堵染的(dí)形(xíng)成途徑(jìng)

膜(mó)汙(wū)染的形成(chéng)途徑主要有(yǒu)三個(gè)
：

       1．濾(lǜ)餅層(céng)(cake 1ayer)    主要是水透過膜(mó)時，被截留下來的部分活(huó)性汙(wū)泥(ní)和膠(jiāo)體物質，沒來(lái)得(dé)及送(sòng)走就在濾壓差和透過(guò)水流(liú)的作(zuò)用(yòng)下(xià)堆積在膜表(biǎo)麵，形(xíng)成膜汙(wū)染(rǎn)。

       2．溶解性有機物(wù)      有(yǒu)機物(wù)的來源(yuán)主(zhǔ)要(yào)是(shì)微生物(wù)的(dí)代謝產物(wù)，它可在(zài)膜表(biǎo)麵形成(chéng)凝(níng)膠層(céng)，也可在膜內(nèi)微孔(kǒng)表麵被吸附而堵(dǔ)塞孔道，使膜(mó)通(tōng)量下降。

       3．微(wēi)生物汙(wū)染    膜麵(miàn)和(hé)膜(mó)內(nèi)的微孔(kǒng)中有微生(shēng)物(wù)所需(xū)的(dí)營養物質，因(yīn)而(ér)不可避免的(dí)會有大(dà)量(liáng)微(wēi)生物滋(zī)生。

二．影響(xiǎng)因素(sù)

       影響(xiǎng)膜汙(wū)染的(dí)主(zhǔ)要因素有
：膜的性質(zhì)
，料(liào)液(yè)性質(zhì)和膜的運行(háng)條件(jiàn)等(děng)(見(jiàn)圖(tú)1)[2]。具體(tǐ)影響(xiǎng)膜汙染(rǎn)的主要因(yīn)素有
：

       1．膜(mó)本身的特性(xìng)；如(rú)膜(mó)孔徑及其分(fēn)布
，膜材料
，膜結構(gòu)
，膜一(yī)溶(róng)質(zhì)一溶劑之間的(dí)相互作(zuò)用；

       2．被處理(lǐ)的汙水水(shuǐ)質(zhì)；特別是水(shuǐ)中有(yǒu)機(jī)物的種類和濃度(dù)；

       3．操(cāo)作條(tiáo)件如汙泥泥齡(líng)
，溶(róng)解(jiě)氧(yǎng)濃度(dù)
，膜(mó)麵流速
，溫度(dù)等；

       4．MAR的(dí)特征(zhēng)尺(chǐ)寸，高(gāo)度
，曝氣係(xì)統(tǒng)布置(zhì)等；

       5．其(qí)他(tā)因素如微(wēi)生(shēng)物(wù)種群之問的(dí)相互(hù)影響(xiǎng)
，膜本身對生物(wù)膜(mó)生長的影(yǐng)響
，細菌胞外(wài)聚(jù)合物(EPS)的組成及濃(nóng)度(dù)等(děng)。

三．MBR膜(mó)汙(wū)堵的(dí)防治(zhì)措(cuò)施

1.MBR膜組(zǔ)件的選擇和(hé)合理(lǐ)優(yōu)化

       1)膜材料選(xuǎn)取
：已經(jīng)商品化的膜材料有(yǒu)硝(xiāo)化纖(xiān)維(wéi)素(sù)(CN)
，醋(cù)酸纖(xiān)維(wéi)素(sù)(cA)
，cN—cA混(hùn)合(hé)膜(mó)
，聚(jù)乙烯(xī)膜(mó)(PE)
，聚丙烯膜(PP)
，聚(jù)丙(bǐng)烯氰(PPc)及(jí)偏氟乙(yǐ)烯(PVF)等(děng)，在選(xuǎn)擇(zé)膜材料時(shí)應從材(cái)料的強度
，熱穩(wěn)定(dìng)性
，化(huà)學(xué)穩(wěn)定性(xìng)
，耐(nài)汙染性能
，產(chǎn)水性(xìng)能
，使用(yòng)壽命
，膜造價(jià)等方(fāng)麵(miàn)進行(háng)技(jì)術(shù)分析和(hé)經(jīng)濟性評價來確定。

       2)膜孔徑(jìng)選(xuǎn)擇(zé)
：從理論(lùn)上講，在確(què)保汙(wū)染物被(bèi)截留的(dí)情(qíng)況下(xià)，選擇(zé)孔徑大(dà)的膜(mó)可以使水通量(liáng)提(tí)高。但實驗發(fā)現(xiàn)，選(xuǎn)用較大膜孔(kǒng)徑，反而加速了膜(mó)的(dí)汙染，水通量下降(jiàng)很快。一(yī)般膜(mó)的切割顆粒尺寸(cùn)(截留(liú)分(fēn)子量)應(yīng)比(bǐ)要(yào)分離的汙染物的(dí)尺寸小(xiǎo)一(yī)個數量(liáng)級(jí)。

       3)膜表麵改性
：考(kǎo)慮(lǜ)到廢(fèi)水中(zhōng)的汙染(rǎn)物和活性(xìng)汙(wū)泥是(shì)有(yǒu)機(jī)物(wù)質，為(wéi)了防止(zhǐ)膜汙染，應降(jiàng)低(dī)膜(mó)和(hé)原(yuán)水(shuǐ)間(jiān)界(jiè)麵能，因此應采用(yòng)具有(yǒu)優良的抗亍(chù)弓(gōng)染(rǎn)特(tè)性(xìng)的(dí)親(qīn)水性膜(mó)；另外，膜(mó)材料的電荷(hé)與(yǔ)溶(róng)質(zhì)的電(diàn)倚(yǐ)相(xiāng)同(tóng)的膜也(yě)較(jiào)耐汙(wū)染(rǎn)。

4)膜組件的安裝(zhuāng)
：為防止(zhǐ)膜汙(wū)染，膜組(zǔ)件(jiàn)在安(ān)裝(zhuāng)時應合理確定膜組件(jiàn)和(hé)曝氣(qì)池牆體之間的(dí)距離(lí)
，膜組件(jiàn)和(hé)空(kōng)氣(qì)擴散管之間的(dí)距離(lí)以(yǐ)及膜(mó)組件和反(fǎn)應(yīng)器(qì)液(yè)麵(miàn)
，空(kōng)氣護(hù)散(sàn)器和(hé)曝(pù)氣(qì)池底(dǐ)之問(wèn)的(dí)距離(lí)，請關(guān)注環(huán)保小蜜(mì)蜂公眾(zhòng)號(hào)，以保證(zhèng)在一定曝氣(qì)最(zuì)F獲得較高(gāo)的(dí)液體(tǐ)上(shàng)升速率，減少(shǎo)汙泥層在(zài)膜表(biǎo)麵的沉(chén)積(jī)，減(jiǎn)緩(huǎn)膜汙(wū)染(rǎn)。

 2．改善(shàn)汙泥混合液(yè)特性

       為(wéi)了(liǎo)提高(gāo)生(shēng)物(wù)反應(yīng)器(qì)中(zhōng)的汙(wū)泥濃(nóng)度(dù)，保證處(chǔ)理效率，又能(néng)維(wéi)持(chí)較(jiào)高的(dí)膜通量(liáng)，延(yán)緩膜汙染，許(xǔ)多(duō)研(yán)究者(zhě)進(jìn)行(háng)了(liǎo)向MBR中投(tóu)加(jiā)填(tián)料的試驗研(yán)究(jiū)，取(qǔ)得了(liǎo)很(hěn)好的效果。日前使(shǐ)用較多的填料(liào)有(yǒu)粉末(mò)活性(xìng)炭(tàn)(PAC)
，沸(fèi)石
，泡(pào)沫(mò)填料(liào)
，多孔柔性懸(xuán)浮(fú)填料
，聚酰胺(àn)彈性(xìng)填料(liào)
，殼聚糖(táng)等。例如(rú)
：李(lǐ)春(chūn)傑(jié)等(děng)[3]在(zài)SMSBR處(chǔ)理焦化(huà)廢(fèi)水的過(guò)程中，通(tōng)過向(xiàng)反應(yīng)器中(zhōng)投加(jiā)粉末活(huó)性炭(PAC)明顯改善了汙(wū)泥混(hùn)合(hé)液(yè)的過濾性(xìng)能(néng)，顯(xiǎn)著提(tí)高了膜通(tōng)量(liáng)，減輕了膜汙(wū)染。金玉(yù)蘭等[4]發現(xiàn)在MBR中投(tóu)加一定最(zuì)的(dí)沸石使膜(mó)汙(wū)染阻力(lì)隨時問的增(zēng)長率(shuài)有不同(tóng)程度的F降，但(dàn)存在(zài)一(yī)個最佳的(dí)沸石(shí)投(tóu)加(jiā)量。

 3.優化分離操作條件

       膜通(tōng)量(liáng)的選(xuǎn)擇(zé)足影(yǐng)響(xiǎng)膜(mó)汙染(rǎn)的重(zhòng)要(yào)因素，一般認(rèn)為特定的膜存在(zài)臨界膜通(tōng)量，當實際采(cǎi)用(yòng)的膜通量低於(yú)臨界(jiè)膜通量時，膜(mó)過(guò)濾壓力(lì)保持(chí)平(píng)穩(wěn)且膜汙染可逆；反之(zhī)，膜(mó)過濾壓(yā)力(lì)迅(xùn)速上升(shēng)，膜(mó)汙染的(dí)可逆(nì)性顯(xiǎn)著下(xià)降(jiàng)。L．Defiance等[5]對(duì)恒定膜(mó)通量(liáng)和恒定操作(zuò)壓力(lì)這兩種情況進行(háng)比較。認(rèn)為采(cǎi)用(yòng)恒(héng)定膜通量的操作方式在(zài)運行初期能(néng)夠避(bì)免(miǎn)膜(mó)麵(miàn)過(guò)度(dù)汙染，更有(yǒu)利於膜(mó)的長(cháng)期穩定運行。

       曝氣(qì)在(zài)MBR中(zhōng)除(chú)了供氧以外(wài)，還(huán)利(lì)用(yòng)上(shàng)升(shēng)的(dí)氣泡(pào)產生紊動水(shuǐ)流(liú)來清洗(xǐ)膜表麵(miàn)和(hé)阻(zǔ)止汙(wū)泥聚集，因此所需(xū)曝氣(qì)量較高(gāo)，一般(bān)氣水(shuǐ)比(bǐ)為(wéi)(30
：1)～(100
：1)。

       溫度對(duì)膜過(guò)濾(lǜ)分離(lí)過程(chéng)也有影響，升高(gāo)溫(wēn)度有利(lì)子(zǐ)膜分離過(guò)程的進行(háng)。有(yǒu)研究表(biǎo)明(míng)，溫度每升高(gāo)l℃可引起膜通(tōng)量增(zēng)加(jiā)2％，這主(zhǔ)要是由於(yú)溫度(dù)變(biàn)化引(yǐn)起(qǐ)汙(wū)泥(ní)混(hùn)合液粘度(dù)的變(biàn)化所(suǒ)致(zhì)。此外(wài)，提(tí)高溫度還可以改變膜(mó)麵上(shàng)汙泥層的(dí)厚度和(hé)孔徑(jìng)，從(cóng)而改變膜(mó)的通透(tòu)性。但(dàn)是溫度不(bù)能(néng)太高，否(fǒu)則會(huì)破壞微生物的活(huó)性(大(dà)部分微(wēi)生(shēng)物在20～30℃時活性強(qiáng))，並造(zào)成(chéng)能(néng)量(liáng)浪費(fèi)。

       間歇出水(shuǐ)就(jiù)是降(jiàng)低膜(mó)汙染中(zhōng)常(cháng)說的(dí)鬆弛法(fǎ)。當一(yī)體式MBR采(cǎi)用連(lián)續過(guò)濾方(fāng)式出(chū)水時，濾(lǜ)餅層(céng)和凝膠層不斷(duàn)加厚，膜汙染逐漸加(jiā)重，而間歇式出水時(shí)，在(zài)停止抽吸(xī)的時(shí)間(jiān)段內，上(shàng)升(shēng)的氣(qì)液兩(liǎng)相流會(huì)衝(chōng)刷(shuā)膜表(biǎo)麵，降(jiàng)低(dī)濃差極化的(dí)影(yǐng)響，同時(shí)沉積在膜(mó)表(biǎo)麵的汙(wū)染(rǎn)物也會在(zài)氣(qì)液兩相流(liú)的(dí)帶(dài)動下脫(tuō)離(lí)膜(mó)表麵回到堤水混合(hé)液(yè)中，從(cóng)而(ér)減(jiǎn)輕膜汙染的(dí)影響(xiǎng)。

 4．膜汙染(rǎn)後(hòu)的(dí)清洗

       物理清洗是通(tōng)過人工或(huò)機(jī)械清洗去除膜上(shàng)的(dí)汙染(rǎn)物，主要(yào)方法(fǎ)有正方(fāng)向衝洗
，變方向清(qīng)洗(xǐ)
，透過液反(fǎn)壓(yā)衝(chōng)洗
，振動(dòng)
，排(pái)氣衝(chōng)水法
，空(kōng)氣噴(pēn)射(shè)
，水(shuǐ)力(lì)方法(fǎ)
，氣一液(yè)脈衝(chōng)和循環洗滌等。

       李春(chūn)傑(jié)等(děng)[6]采(cǎi)用(yòng)聚碸
，聚丙烯腈共混超濾膜進行錯流MBR水力清(qīng)洗(xǐ)特(tè)性(xìng)研究表明，在水力(lì)清(qīng)洗時采(cǎi)用高(gāo)膜(mó)麵流速和低操(cāo)作壓力有(yǒu)利於膜(mó)通量的恢(huī)復。

四．結束語(yǔ)

       毋庸(yōng)置疑(yí)，MBR是一項(xiàng)具潛(qián)力的汙(wū)(廢)水處(chǔ)理(lǐ)技術。從工藝流程(chéng)設計(jì)
，預處理
，膜(mó)材料(liào)性能
，投加填料(liào)
，設備操作(zuò)運行以及(jí)汙(wū)染後(hòu)清洗等各個環節(jié)采(cǎi)取措(cuò)施(shī)對(duì)MBR中膜(mó)汙染進行控製，可以使濃差極化和膜汙(wū)染(rǎn)減小到(dào)最(zuì)DI程度。但這些(xiē)措施都還需(xū)要(yào)進一步改進。我(wǒ)相信(xìn)，MBR最(zuì)終(zhōng)會克服膜汙(wū)染(rǎn)的問題，成為水(shuǐ)汙染(rǎn)控(kòng)製(zhì)的(dí)主(zhǔ)要(yào)技術之一(yī)。