膜汙染的定義

膜汙染通常是指混合液中（zhōng）的物質在膜表麵(外部)和膜孔內(內部)吸附聚集，造（zào）成膜孔堵塞並（bìng）促使孔隙率變小，引起膜通量的（de）衰減和過濾壓力升高的過程（chéng）。 
  在膜過濾的操作中，水分子和細小物質不斷透過膜，同時一些物質被（bèi）膜截留而堵塞膜孔或在膜（mó）表麵（miàn）沉積（jī），從而造成膜汙染。可以說，是膜截留導（dǎo）致（zhì）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中存在的營養基質、菌膠團（tuán）、微生物細胞、細胞（bāo）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（děng）都對膜（mó）汙（wū）染（rǎn）有（yǒu）貢獻。

  膜汙染的（de）發展通（tōng）常可分為3階段(也有2階段說（shuō）法（fǎ）)： 
  (1)初始汙染：發生在膜係統投入運行的初期，膜麵與混合液中的膠體、有機物等發生（shēng）強烈的相互作用，汙染方式有粘附、電荷作（zuò）用、膜孔堵塞等。錯流過濾的條件下，細小的（de）生物絮體或胞外聚（jù）合物（wù）依舊能夠依附在膜表麵上，而小於膜孔徑的物質會在（zài）膜孔中吸附，通過濃縮、結晶沉澱和生長繁殖的作用造成膜汙染。 
  (2)緩（huǎn）慢汙染：初期膜表麵光滑，大（dà）顆粒物質不（bú）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（xíng）成凝（níng）膠層，造（zào）成膜過濾阻力（lì）的緩慢（màn）上升，對混合液中的（de）汙染物的截留性能會有增強。凝膠層的汙染是不可避（bì）免的，帶來的影響是膜阻（zǔ）力的緩慢上（shàng）升。在恒流操作中表現為TMP的緩慢（màn）上升，在恒壓模式中表現（xiàn）為通量的（de）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（zhú）漸（jiàn）密實，導致膜（mó）汙染從量變到（dào）質變（biàn），混（hún）合液中的絮體迅速在膜表麵聚集（jí）並形成汙（wū）泥濾（lǜ）餅（bǐng），跨膜壓（yā）差快速上升。 
  凝膠層的汙染是不（bú）可避免的（de），帶來的影（yǐng）響是膜阻力的（de）緩慢上升。在恒流操作中表現為（wéi）TMP的緩慢上升，在恒壓模式中表現為通量（liàng）的緩慢衰減。一旦大量（liàng）的汙（wū）泥絮體在膜麵沉積而形成的泥餅層，係統（tǒng）基本是無法正常運行的。MBR運維（wéi）過程（chéng）的主要注意事項就是延緩凝膠層汙（wū）染(保持好的水力（lì）條件，原位清洗，控製膜（mó）汙染發展速率，延長（zhǎng）緩慢汙（wū）染（rǎn）的運行時間)，控製（zhì）泥餅（bǐng）層汙染(快速汙染)。

2、膜汙染的類型 
  (1)按汙染物質成分分類
   有機汙染 
  主（zhǔ）要來源於混合液中的大分子有機物(多糖、蛋白質等（děng）)，腐殖酸類，微生物絮體、細胞碎片等。其中溶解性有機物SMP、EPS雖然對於MLSS來說占比非常低，但是（shì）它（tā）們所造成的（de）膜汙染占到26%-52%。微生物在膜孔（kǒng）內及（jí）膜表麵（miàn）生長、吸附作用也是膜（mó）汙染的重要因素。

  無機汙染 
  由金屬鹽類，無機鹽離子架橋作用形成（chéng）。膜的常見無機汙染主要是鈣、鎂、鐵（tiě）、矽等的碳（tàn）酸鹽（yán）、硫酸鹽及矽酸鹽的結垢（gòu）物質，其中碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂較多。

  (2)按汙染物的性質分類 
  可逆汙染(暫時（shí）汙染)：可（kě）以通過一定的水力措施進行去除膜汙染；如通（tōng）過清水反（fǎn）洗、曝（pù）氣抖動可以去除（chú）的。 
  不可逆汙染（rǎn）(長期汙染)：不能（néng）通過水力清洗措施去（qù）除的膜（mó）汙染，可以通過用氧化劑、酸、堿、還原劑（jì）等清洗進行去除的。 
  可逆（nì）和（hé）不可逆，都是可以洗（xǐ）出來的。任何清洗手段都洗不出來的就叫不可恢複性汙染。

     (3)按汙染物的（de）位置（zhì）分類 
  混合液中的物料在膜孔內吸附、濃縮（suō）結晶、聚集形成的叫內部汙染；在膜表麵的聚集（jí）和沉積形成的叫外部汙染。

      3、膜汙染的影響因素及其控製 
  膜汙染的形成主（zhǔ）要（yào）因（yīn）素有：膜固有性質、混合液性質和係統運行環境，控製及解決（jué）膜汙染也應該從這三方麵采取相應的措（cuò）施。

  (1)膜的固（gù）有性質 
  膜的物理及其化學性能是由膜材料（liào）決定的，膜在混合液中的抗汙染（rǎn）能力與其材料有關。有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（jī）膜材料中，有的（de）是（shì）親水性材質如（rú）PAN，大多數（shù）均為疏水性材質，像PVDF、PE、PS等。疏水性有機材料在應用時必須進行親水性改造，由於改造工藝（yì）的差異，親水性在使用過程中的流失（shī）就有了快慢之分。 
  此外，膜抗汙染能（néng）力還與（yǔ）膜表（biǎo）麵粗（cū）糙度、膜（mó）表麵電荷、膜孔（kǒng）徑等均有關係。一般來說（shuō），可以通過（guò）選擇親水性更好的膜材料，改善膜表麵的粗糙度，選（xuǎn）用與混合液電位相同（tóng）的膜材料（liào）和合適的膜孔徑（jìng）來改善膜抗汙染的能力。 
  無機膜如陶瓷膜：以氧（yǎng）化鋁、碳化（huà）矽、氧化鈦（tài）、氧化鋯等為（wéi）原料，高溫燒結而成，在通量、強度、化學穩定性方便比有機膜具有明顯的優勢。

  (2)混合（hé）液的性質（zhì） 
  膜汙染很大程度（dù）是（shì）膜與混合液之間的相互作用的（de）影響結果，混合液的性質包括（kuò）汙泥濃度和黏度、顆粒分布、溶解性有機物濃度、微生物代謝產（chǎn）物濃度等。
  汙泥濃度較低時，汙泥對有機（jī）物的吸附降解能力不足，混合液中（zhōng）有機物濃度增（zēng）加，膜孔堵塞嚴重，濃差極化引起膜表麵溶質的濃度顯著提高易形成凝膠層，導致過濾阻力增（zēng）加；當汙泥濃度（dù）高於一定值時，EPC濃度增加，汙泥黏度（dù）增長快速，黏度對膜通量和（hé）混合（hé）液中氣泡大小都會產（chǎn）生影響，汙泥易在膜表麵（miàn）沉積，形成較厚的汙泥層（céng）。一般認（rèn）為汙泥濃（nóng）度存在一個臨界值，當汙泥濃（nóng）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（kòng）製（zhì）在（zài）合適的範圍內來有效的控製膜汙染（rǎn）。汙泥膨脹和汙泥細碎（suì）易引起嚴重的膜汙（wū）染。 
  另（lìng）MBR工藝的進水水質對混（hún）合（hé）液組分也有較大的影響，需要進行一定（dìng）程度的預處理，比如：毛（máo）發垃圾物質會纏繞模式，造成膜組件積泥從而導致膜汙染，需要在（zài）進入好氧（yǎng）生化前采用不同的細膜格柵去（qù）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（wū）染（rǎn），超過要求需要通過隔油、氣浮等去除（chú）；無機（jī）物：可能在（zài）膜表麵（miàn）析出、結垢，堵塞膜孔。可（kě）通過絮凝沉澱或調整pH控製其（qí）不析出。其它對膜有影響的特征汙染物，像有機溶劑、表麵活性劑、消泡劑、PAM、硬度、堿度、溫度，這些在具體（tǐ）情況中要特別注意。

  (3)係統運行環境（jìng）
  次臨界（jiè）通量 
  臨界通量的定義為，存在這樣一（yī）個通量，當通量大（dà）於此值時，TMP增加明顯；而當通量小（xiǎo）於（yú）此（cǐ）值時，TMP保持穩定不（bú）變。這個概念可以幫助特级毛片绝黄A片免费播冫在膜通（tōng）量最大化（huà）和膜汙染有（yǒu）效控製之間找一個參考點。在膜組件的實際運行中，將運行通量高於臨界通量時稱為超臨界通量操作（zuò），運行通量小（xiǎo）於臨界通量時稱為次臨界（jiè）通（tōng）量操（cāo）作。在實（shí）際應用中，必（bì）須選擇合適的運行通量。此運行通量值在次臨界的範圍，有時候運行通（tōng）量（liàng）僅為臨界通量的50%左右。當然，膜汙染在長期運行的MBR中，即使采用（yòng）次臨界通量操作模式，其TMP也是逐（zhú）漸（jiàn）增加的（de）。

  合（hé）理的曝（pù）氣（qì） 
  在MBR中，曝氣的目的除了為微生物供氧以（yǐ）外（wài），還使上升的氣泡及其產生的擾動水流清洗膜表麵和阻止汙泥聚集，以保持膜通量的穩（wěn）定。同時氣泡與膜纖維碰撞產生的抖動作用甚至使膜纖維之間互相摩擦，可加（jiā）速膜麵沉積物的脫落，利於（yú）膜汙染的（de）緩解。曝氣過大時（shí），會導致膜表麵沉積的顆粒粒徑減小，使濾餅的結構更加致密，從而使膜過濾阻力增加；相（xiàng）反的，曝氣量過小（xiǎo）時，擾動削弱，汙染會加重，因此（cǐ）要選擇合（hé）適的曝氣量。

  運停交替 
  根據膜汙染的3階段理論，膜表麵的汙染形（xíng）成需要一個過程。首先，汙染物會在膜表麵吸附、沉積、聚集，采用間歇抽（chōu）吸的操作模式（shì）旨（zhǐ）在通過定期的停止膜過濾，以使沉積在膜表麵的汙（wū）泥在曝氣和水（shuǐ）流所造成的剪切力作用下從膜表麵脫落下來，使膜的過濾性能得以恢複。一般抽吸時間越長，懸浮固體在膜表麵（miàn）積累的程度越大；停止的時（shí）間越長，膜（mó）表麵沉積汙泥脫落（luò）越徹底，膜（mó）過濾性能也能恢複（fù）越多。原則上應根據膜廠家的推薦及實際工程的（de）運行來確（què）定符（fú）合（hé）自身（shēn）特點的運停交替方式。