申露文

（廣東省東莞市環(huán)保產(chǎn)業(yè)促進中心 廣東東莞 523000）

關(guān)鍵字：MBR；膜污染；膜污染分類

引言

膜生物反應(yīng)器是一種新型的污水處理工藝，因其分離效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點而倍受重視[1]，但是膜污染是限制膜處理應(yīng)用拓展的最大障礙。解決膜污染問題是膜生物反應(yīng)器發(fā)展過程中最為關(guān)鍵的因素之一。國內(nèi)外學者在膜污染的影響因素方面進行了深入研究[2]。我國科學工作者在這一方面也取得顯著成就，但關(guān)于國內(nèi)膜污染研究進展方面的文獻較少。因此，本文主要詳細論述迄今為止國內(nèi)工作者在膜污染研究方面的主要研究成果，以期為今后相關(guān)研究起到一定作用。

1 膜污染分類

膜污染是指在膜過濾過程中，溶液中的溶質(zhì)導致膜分離特性、滲透通量發(fā)生變化的現(xiàn)象[3]。按照污染物性質(zhì)劃分，膜污染的類型主要有：無機污染、有機污染和生物污染。

1.1 無機污染

研究表明無機物是影響膜污染的重要影響因素之一。馬艷杰等在正滲透膜生物反應(yīng)器膜污染行為研究中發(fā)現(xiàn)，膜表面形成的濾餅層中Si、Ca、Mg、Al和Fe元素是主要的無機元素[4]。有學者在對鈣離子、鎂離子與膜污染之間的關(guān)系進行研究時發(fā)現(xiàn)，混合液中鈣離子濃度為200mg/L時，有助于減緩膜污染，過高的鈣離子濃度則會加劇膜污染。

1.2 有機污染

根據(jù)活性污泥混合液中有機物分子尺寸大小，活性污泥混合液中固體成分可分為混合液懸浮固體（MLSS）物質(zhì)和膠體類和溶解類物質(zhì)。在活性污泥混合液中，原水中的溶解性有機物是膜污染形成的主要因素[5]。有機物的分子量大小與膜污染密切相關(guān)，高元等報道，溶解性有機物分子質(zhì)量的大小對膜污染的影響呈負相關(guān)[6]。胡孟柳等在研究天然有機物的相對分子質(zhì)量分布及親疏水性對微濾膜組合工藝中膜污染的影響中進一步證實，導致膜不可逆污染的主要是中等分子和小分子有機物，疏水性物質(zhì)芳香族蛋白質(zhì)和溶解性微生物產(chǎn)物是造成膜不可逆污染的主要污染物[7]。

1.3 微生物污染

微生物也是是導致膜通量衰減的最主要原因之一。微生物菌體表面的物理化學性質(zhì)是影響細胞吸附及膜生物污染形成的重要因素[8]。國內(nèi)關(guān)于此類研究報告微乎其微。肖椿等研究發(fā)現(xiàn)溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）對膜污染有顯著影響，且MBR上清液中主要為親水性有機物SMP，而膜污染層中SMP主要為疏水性有機物[9]。綜上所述，疏水性有機物是造成膜污染的主要因素。

2 膜污染因素

本文在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，從四個方面綜述國內(nèi)關(guān)于膜污染因素的研究進展，指出膜污染因素研究中的不足，為今后的發(fā)展提供一些參考意見。

2.1 膜材料

膜性質(zhì)主要有：孔徑，孔隙率，表面電荷，粗糙度，和親水性、疏水性等，上述性質(zhì)已被顯著響膜污染行為。不同的膜材料由于其不同的孔徑大小，形態(tài)和疏水性，表現(xiàn)出不同的膜污染程度[10]。有學者認為膜通量隨著膜孔隙率的增大而增大[11]。在膜的親疏水性方面，親水性膜不易受到膜污染，而疏水性膜易與微生物發(fā)生不可逆污染，從而加劇膜污染。

2.2 活性污泥混合液特性

污泥混合液對膜污染有更加直接的影響，膜污染的主要物質(zhì)來源于污泥混合液。污泥濃度是MBR運行過程中重要的控制參數(shù)，與膜污染的形成有直接的相關(guān)性[12]有學者在低溫條件下，研究了MBR中混合液性質(zhì)的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)低溫條件下絲狀菌污泥易發(fā)生膨脹，導致微生物分泌更多的EPS，污泥粘度增大，膜表面的污染物不易脫落，濾餅層加厚，從而導致膜污染加劇。進一步研究發(fā)現(xiàn)，污泥膨脹過程中，SMP相比EPS對膜污染的貢獻更大[13]。同時我國學者胡以松等發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)和腐殖酸與膜污染指數(shù)的相關(guān)性顯著，且膜污染可能與污染物的濃度及分子質(zhì)量有關(guān)[14]。此研究與Jeison等的研究結(jié)論相符[15]。

2.3 操作條件對膜污染的影響

操作條件與膜污染之間有著密切的聯(lián)系，操作條件主要包括：曝氣強度、抽停時間、污泥停留時間、水力停留時間、溫度等。我國學者陳烜等發(fā)現(xiàn)，曝氣的剪切作用會影響MBR中的污泥粒徑，使其越來越小，進而使膜污染程度越來越嚴重勢。增大曝氣量，污泥中的蛋白質(zhì)在剪切力的作用下更易游離在污泥中。曝氣量的增加有助于提高污泥活性，但隨著曝氣量的增加，污泥中蛋白質(zhì)與多糖比值也增加，導致膜污染速率會加快較長的污泥齡有利于微生物代謝產(chǎn)物的積累。

結(jié)語

綜上所述，我國自20世紀90年代以來，關(guān)于膜污染的研究已經(jīng)取得了不少成就，已發(fā)現(xiàn)影響膜污染的主要因素有膜材料，活性污泥混合液特性，進水特性，以及操作條件，但多數(shù)研究仍處于實驗室階段并且很少綜合考慮各個因素之間的聯(lián)系，因此在今后的研究過程中，需要進一步去探索膜污染機理以及膜污染抑制方面的研究，更加深入地研究膜污染機理，并采取有效的對策抑制膜污染，另外重視新型膜材料、膜組件的開發(fā)，以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和MBR工藝的優(yōu)化，為膜污染的控制和MBR的推廣提供支持。