MBR膜污染的分类及形成时间

膜污染的类别包括有机污染、有机化学污染和微生物菌种污染。其中，微生物菌种污染是膜水通量损失的主要原因。其表达形式是细菌代谢形成的溶解度或胶体溶液化学物质在整个膜过程中吸附在膜表面和孔道中；另一种是细菌吸附在膜表面繁殖生物膜系统。MBR膜立即接触混合物，污泥混合物是微生物菌种溶解污水中物质的主要场所，其中充满了各种粒度和尺寸的活性污泥絮凝剂和细胞聚合物(EPS)。因而MBR膜污染主要分为微生物菌种污染和有机化学污染。污染物和膜的作用包括堵孔、吸附和堆积。

膜污染主要表现为通量降低或跨膜压差(TMP)上升。通量决定污染物向膜面转移的关键，MBR在稳定通量下实际操作时TMP通常体现在三个环节的转变。

第一阶段产生在运行原始时间内，膜面与混合物相互影响明显，TMP迅速上升。即使膜通量为0，混合物中的有机化合物和胶体溶液也会在短时间内吸收基本膜表面，而一些在膜表面旋转和滑动的淤泥絮凝剂较终会去除混合物。跨膜摩擦阻力与膜液剪切应力无关，但在于膜的直径和表面有机化学特性（特别是疏水性）。比较不同的直径MBR膜造成的TMP转化后推断膜孔堵塞对这一环节危害很大。许多科学研究结果表明，MBR当通量小于临界点（也称临界值通量）时，TMP在整个运行过程中，可以忽略所发生的污染相对性。当运行通量高于此值时，稳定性消退，TMP随着运行时间的增加，污染将继续飙升。

第二阶段TMP主要表现为迟缓上升，又称之为迟缓污染环节。随着运行时间的变化，淤泥絮体在膜表面积聚EPS积累，逐步完善泥渣层。MBR膜表面上的EPS部分来自整个膜过程对混合液的混合EPS截流的另一部分来自膜面微生物絮体的代谢。就淤泥絮体而言，含水量超过98%，孔隙度结构相对性MBR膜比较松散，前期对膜污染摩擦阻力的贡献不算太大。但伴随着EPS许多聚集产生疑胶层后，混合液中污染物的截流特性将显著提高。第二阶段的持续时间段和EPS随着膜通量的扩大，积累速度相关，减少。针对浸入式MBR，由于膜池内水气遍布的不同，膜污染将继续不均匀。

第三阶段TMP突然并引起MBR不能再实际操作了。现阶段相关环节的产生假设多种多样，符合膜污染在恒通量全过程中加速的主要特点。其中，不平衡污染实体模型、渗透基础理论和临界压力实体模型得到认可。TMP跳跃似乎与膜表面污染或膜孔堵塞不均匀有关，部分地区的膜通量减少较大，为了更好地保持稳定的平均通量，部分地区的膜通量将在高于临界值通量的前提下运行，导致污泥絮凝颗粒积累；根据渗透基础理论，各种污染物继续在泥浆层内部结构中截流和积累，污染层结构逐渐高密度化，直至连通性消退TMP突然上升；临界压力实体模型认为有临界值吸脂工作压力，会导致污染层附近膜表面的溶液颗粒凝结或解散，产生紧密的污染层。

根据清理的实际效果，MBR膜污染分为可逆污染、不可逆污染和不可修复污染三类，如下图1和表1所示。

可逆污染可以通过反清洗、膜松驰等物理方法去除，一般是阻塞膜孔或粘附在膜表面的粗细颗粒或泥渣层。不可逆污染必须按时选用维持性化学水处理或加厚型化学水处理开展消除，一般为黏附性更强的化学物质。膜污染一旦产生，膜通量不太可能完全恢复到初始值，残留污染是无法修复的，其长期积累较终决定了膜的使用寿命。

融合MBR膜污染的生产过程可以在第一阶段发现TMP上升主要是由不可逆污染而致，而可逆性污染关键产生于第二阶段。针对可持续发展的MBR在实际操作中，要求将第一阶段膜污染限制在一定区域内，尽量增加第二阶段的使用时间，避免第三阶段过早发生。