0366.MBR中微生物对膜污染的影响
MBR系统运行条件对膜污染影响研究_计根良
采用如图 1 的实验装置，反应器有效容积为 0.8 m3。该装置能模拟 MBR 产水运行和反冲洗过程，产
图 1 实验装置 Fig.1 Schematic diagram of test device
收稿日期：2014-04-02 作者简介：计根良（1980－），男，博士，研究方向为膜与膜材料；电子邮件：geegl@
经过 3 个月的正常运行，该 MBR 系统膜污染控制效果显著。
关键词：MBR；膜污染；影响因素；曝气强度；抽停时间比
中图分类号：TQ028.8 文献标识码：A
文章编号：1000-3770(2014)06-0090-003
随着城市规模的不断扩大和现代化工业迅猛发 展，城市生活污水和工业废水排放不断增加，水环境 日趋恶化，水资源危机日渐严峻。根据再生水协会的 一项统计，仅在美国，市政污水处理厂处理的污水就 以每年 15%的速度增长。此项数据还未计算工厂内 部废水再生处理，但是根据设备供应商的估计，世界 污水处理正以每年 15%～20%的速度增长。
为简化实验过程，仅记录运行开始时的 TMP1 和运行结束时的 TMP2，并近似认为压差上升与时 间呈线性关系，结果见表 2。
表 2 不同抽停时间对跨膜压差上升速率影响
Tab.2 The effect of different on/off ratio time on
21.0
transmembrane pressure rise rate
计根良等，MBR 系统运行条件对膜污染影响研究
91
水电磁阀和反洗电磁阀采用 PLC 自动控制。实验所
ÁÂ 用MW10b型膜组件采用上海沛杰过滤技术有限公
MBR(膜生物反应器)技术及其膜污染问题分析
MBR（膜生物反应器）技术及其膜污染问题分析发表时间：2016-09-12T15:43:46.603Z 来源：《建筑建材装饰》2015年10月上作者：汪昌宝阮在高陶金芳[导读] 近年来逐渐从生活污水处理发展到了工业废水处理，MBR污水处理技术将呈现更广阔的应用前景。
（南京大易膜分离科技有限公司，江苏南京211100）摘要：膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离技术与生物技术相结合的污水处理新工艺。
它以膜分离装置取代了传统活性污泥法中的二沉池，从而达到了高效的固液分离及污泥浓缩的目的。
MBR污水处理技术的工程应用近年来逐渐从生活污水处理发展到了工业废水处理，MBR污水处理技术将呈现更广阔的应用前景。
关键词：MBR（膜生物反应器）技术；膜污染；防治措施前言膜污染是限制MBR进一步推广应用的主要原因之一，膜技术运行过程中形成的膜污染不仅关系到膜组件的使用寿命及运行成本，还影响着水处理工艺整体的运行效果。
因此，对膜污染的形成过程和机理展开研究具有重要意义。
1 MBR（膜生物反应器）技术在污水处理中的应用与常规的活性污泥工艺相比有诸多优势，MBR污水处理系统由生物降解与膜过滤两部分组成。
膜过滤系统有着强大的固液分离能力，即使出现污泥膨胀的情况，也不会影响出水水质；反应器小巧、结构紧凑，因此可灵活地应用于对现有污水处理场的改造和升级；系统剩余污泥产量较少，如果采用内置式更不需要污泥回流；能够实现更好的处理性能，产水质量更高。
但是MBR技术同时也存在设施设备费用偏高、膜污染及膜的使用寿命较短等问题。
目前一些已实施的MBR工程，膜的寿命已从3年增加到了8年。
MBR污水处理系统目前主要按2种方法进行类型划分。
按膜组件的形状划分为３种类型：一种是以中空纤维柱状膜组件为核心的类型，它具有膜面积大，占地面积小等特点；一种是以中空纤维帘状膜组件为核心的类型，它具有膜面积大，易于安装，清洗方便等特点；另一种是以浸没式平板膜组件为核心的类型，它具有膜通量大，易于组装，清洗方便等特点。
MBR处理生活污水中操作条件对膜污染速率的影响的开题报告
MBR处理生活污水中操作条件对膜污染速率的影响的开题报告摘要：膜生物反应器（MBR）已成为一种有效的处理生活污水的技术。
然而，在实际应用中，膜污染问题仍然是制约MBR应用和推广的主要问题之一。
因此，为了进一步完善和优化MBR处理生活污水的性能，本文进行了一系列实验研究，探讨了不同操作条件对膜污染速率的影响。
实验结果表明，MBR系统的稳态反应时间对膜污染速率具有明显的影响。
随着稳态反应时间的延长，膜污染速率逐渐下降。
此外，膜污染速率还受到曝气量及污泥浓度的影响。
曝气量的增加会促进生物膜的生长和代谢活动，从而降低膜污染速率。
而随着污泥浓度的增加，MBR系统中的污泥染料也会增加，导致膜污染速率加快。
因此，本文建议在实际应用中，应注意控制MBR系统的稳态反应时间、曝气量和污泥浓度等操作条件，以最大限度地减少膜污染速率，保证MBR系统的稳定性和长久的运行。
关键词：膜生物反应器；生活污水；膜污染速率；稳态反应时间；曝气量；污泥浓度。
Abstract：Membrane bioreactor (MBR) is becoming an effective technology for treating domestic wastewater. However, membrane fouling is still one of the main problems that restrict the application and promotion of MBR. In order to further improve and optimize the performance of MBRin treating domestic wastewater, a series of experiments were conducted in this paper to explore the effects of different operating conditions on membrane fouling rate.The experimental results showed that the steady-state reaction time of the MBR system has a significant effect on the membrane fouling rate. As the steady-state reaction time increases, the membranefouling rate gradually decreases. In addition, the membrane fouling rate is also affected by the aeration rate and sludge concentration. Increasing the aeration rate can promote the growth and metabolicactivity of biofilms, thus reducing the membrane fouling rate. With theincrease of sludge concentration, the sludge dye in the MBR system willalso increase, leading to the acceleration of membrane fouling rate.Therefore, it is recommended to control the operating conditionssuch as steady-state reaction time, aeration rate and sludgeconcentration in the actual application, so as to minimize the membranefouling rate, ensure the stability and long-term operation of the MBRsystem.Keywords: Membrane bioreactor; domestic wastewater; membranefouling rate; steady-state reaction time; aeration rate; sludgeconcentration.。
一体式MBR中好氧颗粒污泥的形成及对膜污染的影响
试 验 采 用 的 膜 生 物 反 应 器 为 自行 设 计 的 一 体 式 膜 生 物 反应器 ， 置如 图 １ 示 。 应 器长 ５ｃ 宽 ４ｃ 高 ４ｃ 装 所 反 ０ｍ， ５ ｍ， ０ ｍ， 有 效 容 积 为 ８ Ｌ， 水 采 用 潜 水 泵 进 水 ， 位 控 制 采 用 阀 门 ５ 进 液
中培 养 好 氧 颗 粒 污 泥 的 报 道 尚少 。 于 污 泥 是 膜 生 物 反 应 器 由 处 理 的 主 体 ， 时 也 是 造 成 膜 污 染 而制 约 其 广 泛 应 用 的 源 头 ， 同
因 此 ， 究 ＭＢ 中颗 粒 污 泥 的 形 成 和 特 性 意 义 重 大 。 研 Ｒ 本 文 以生 活 污水 稀 释 后 的 垃 圾 渗 滤 液为 对 象 ， 自行 设 在
１ 接 种 污 泥 － ３
污 泥 的 培 养 仅 依 靠 原 水 ， 动 的周 期 一 般 需 要 ３个 月 以 启
回 流 进 行 控 制 ， 气 方 式 采 用 微 孑 曝 气 ， 孑 曝 气 管 放 置 在 曝 Ｌ 微 Ｌ
反 应 器 底 部 。 继 电 器 控 制 出水 蠕 动 泵 的 开 停 ， ｌｍ ｎ 停 用 抽 Ｏ ｉ， ３ ｉ。 验 装 置 中采 用 的 膜 组 件 是 由杭 州 凯 洁 膜 分 离 技 术 有 ｍｎ 实 限公 司生 产 的 聚 丙 烯 中空 纤 维 膜 ， 性 能指 标 见 表 １ 其 。 试 验 采用 连 续 进 水 ，间 歇 出 水 。进 水 Ｃ Ｄ 控 制 在 ５ ０ Ｏ ０￣ １０ ｍ ／ ， 氮 控 制 在 ３ － ５ｍ Ｌ 左 右 ， 解 氧 控 制 ３ ４ ｇ ２ ０ ｇＬ 氨 ０４ 溶 ￣ｍ／ Ｌ 反 应 在 １— ０ 下 运 行 ，ｐ 用 Ｎ Ｈ Ｏ 调 节 控 制 在 ６５ 。 ５ ２℃ Ｈ ａＣ ．～
MBR的膜污染机制与可持续操作原理
MBR的膜污染机制与可持续操作原理MBR（膜生物反应器）作为一种先进的废水处理技术，已经得到了广泛应用。
然而，在实际运行过程中，MBR膜会受到膜污染的影响，导致废水处理效果下降以及运行成本的增加。
那么，MBR的膜污染机制是什么？如何实现其可持续操作原理呢？MBR的膜污染机制主要包括物理堵塞、化学污染和生物污染三个方面。
物理堵塞是指废水中的悬浮颗粒、胶体物质等直接堆积在膜表面上，造成膜孔径的堵塞。
化学污染是指废水中的溶解性有机物、重金属离子等通过渗透作用进入膜内，导致膜的物化性能发生改变。
生物污染是指废水中的微生物、细菌等附着在膜表面形成生物膜，影响膜的通透性。
为了降低膜污染对MBR运行的影响，可持续操作原理包括预处理、操作优化和膜保护三个方面。
预处理是通过对原水的预处理，去除悬浮颗粒、胶体物质等，减少物理堵塞的发生。
操作优化包括调整MBR的操作参数，如流速、进水浓度、曝气量等，以优化生物过程，减少化学污染和生物污染的发生。
膜保护主要是通过膜阻垢和清洗来维持膜的正常运行状态，延长膜的使用寿命。
在废水处理过程中，预处理是实现可持续操作原理必不可少的一步。
常见的预处理工艺包括格栅、沉淀池、生物滤池等。
格栅能够去除大颗粒杂物，减轻对MBR膜的物理堵塞作用。
沉淀池利用颗粒物质在沉降过程中的重力作用，去除部分悬浮物质。
生物滤池通过生物降解的方式，有效减少底泥物质等有机负荷。
操作参数的优化也是实现可持续操作原理的关键步骤。
流速是MBR操作的一个重要参数，过高的流速容易造成膜的物理堵塞，过低的流速则可能导致废水无法充分接触膜表面，减少去除效果。
进水浓度是调节MBR生物过程的另外一个关键参数，过高的浓度容易导致膜的化学污染，过低的浓度则可能影响生物过程的进行。
曝气量是维持MBR生物过程正常运行的重要参数，通过提供足够的氧气，促进生物的降解能力，减少有机物负荷。
膜的保护是实现可持续操作原理的关键环节。
膜阻垢是一种常用的保护方法，通过添加适量的化学药剂，防止废水中的溶解性有机物和胶体物质的沉积和堆积，从而减少膜孔径的堵塞。
关于MBR膜的运行问题探讨
关于MBR膜的运行问题探讨MBR（膜生物反应器）是一种常见的生物反应器。
它利用微生物对有机物的降解作用，在水的处理中起到紧要作用。
然而，在实际应用中，MBR系统可能会碰到一些运行问题，本文就MBR膜的运行问题进行探讨。
1. MBR膜的污染问题MBR膜在水处理过程中会面临污染问题，实在有以下几种：1.1 生物污染MBR膜中所处的环境，即反应器中含有微生物，很简单引入生物污染问题。
生物污染会引起膜的污染和堵塞，导致膜的阻力增大，水处理效果降低。
1.2 化学污染化学污染是M BR膜污染的另一种形式。
反应器中一些化学物质如化学药剂以及其他污染物进入反应器中后，会对MBR膜起到确定的腐蚀和损害作用，导致膜材质氧化、变性、老化等影响其使用寿命和处理效果。
1.3 机械污染机械污染常见于MBR系统中进水质量不均、波动较大时。
机械污染会损害膜材料，影响处理效果以及膜的使用寿命。
2. MBR膜的阻力问题MBR膜在处理水的过程中，会由于各种污染物的积聚而形成阻力，影响过程的稳定性和水处理的效果，阻力问题常包括以下几点：2.1 膜堵塞当污染物大量侵入反应器内部区域时，很简单在MBR膜表面聚积，并因污染物的堵塞而形成膜堵塞问题。
2.2 “硬膜”问题当膜表面由于污染物等原因凝结成为一个坚硬的层时，会形成“硬膜”现象。
硬膜问题会导致膜的阻力放大，从而影响MBR膜的正常运行。
2.3 渗漏问题MBR膜的渗漏问题通常是由于膜材料的老化和渗透性降低导致的。
这会导致过滤效率下降、处理水质量下降等问题。
3. MBR膜的清洗问题MBR膜在运行过程中，需要进行定期清洗以保证膜的运行效果。
常见的膜清洗方式包括物理清洗和化学清洗。
3.1 物理清洗物理清洗包括MBR膜表面的机械清洗和气体清洗。
机械清洗是教唆用高压水进行膜表面的冲刷，清洗过程回收的污水通过深度处理后再次回流反应器。
气体清洗通常使用压缩空气或氮气，将气体压入MBR 膜内部组件中，对其进行清洗。
MBR工艺混合液特性及其对膜污染的影响研究
MBR工艺混合液特性及其对膜污染的影响研究摘要：MBR工艺由于其优良性能，逐渐取代传统污水处理工艺，而膜污染问题会导致MBR的高耗能，本文从MBR混合液特性的测定出发，研究了混合液特性对于膜污染的影响，为进一步的解决提供理论基础和支撑。
关键词：MBR 混合液污水处理膜污染EPS目前，我国大部分污水处理厂采用工艺为传统的活性污泥工艺及生物膜工艺。
采用传统污水处理工艺会导致高能耗、高占地面积、较差的出水水质以及大量污泥等问题的出现。
膜分离技术便是为了解决这些问题而产生的新方法，其中膜生物反应器（MembraneBioreactor，MBR）工艺技术最受关注[1-4]。
为了解决膜污染的问题，必须首先对MBR工艺的污泥混合液特性进行研究，进而发现其特性对于膜污染的影响，为进一步的解决提供理论基础和支撑。
1MBR工艺MBR工艺，其本质是是膜分离技术与生物反应器的结合，采用膜分离代替了传统工艺中的二沉池，利用微生物实现对污染物质的降解，利用渗透膜完成对对污染物质的分离。
由于膜的截留作用使生长缓慢的微生物得以保存并繁殖生长，这进一步扩大了MBR工艺的应用范围。
MBR工艺的主要特点如下：（1）使用膜组件替代了沉淀池，直接浸入生化池，混合液采用膜过滤，保证了出水中无悬浮物，混合液中的大分子物质、细菌、病毒同时被截留，大幅提高出水水质的生物安全性（2）膜的截留作用可避免有效微生物菌群的流失，有利于有机污染物的进一步降解，并解决了传统工艺中存在的污泥膨胀问题。
由于MBR的泥水分离不再依靠污泥的重力沉降，从而避免了对出水水质和生物处理系统的影响。
（3）标准化、系列化的膜组件设计根据实际进水量进行调整组件数量，便于扩容和维护。
MBR便于实现从进水到出水的自动控制，从而提高了系统的稳定性。
（4）采用MBR工艺的剩余污泥量比传统工艺减少了2/3，污泥性质较为稳定，可以不进行污泥消化而直接脱水，降低了污泥处理的费用和二次污染的威胁。
MBR工艺膜污染影响因素及其减缓措施
MBR工艺膜污染影响因素及其减缓措施p2、膜污染机理膜污染是由于被处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜发生物理化学作用,或因浓度极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度,以及机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的变化现象。
膜污染可以通过几种物理化学机制和生物机制产生,并且通过浓差极化而使污染加重。
根据产生机制,膜污染分为两类:物理化学污染和生物污染。
其中,物理化学污染一般由进水中的蛋白质和胶体（颗粒）物质引起;而生物污染一般由微生物引起。
对于好氧MBR活性污泥过滤系统中,一般公认的主要污染物是细胞产生的胞外聚合物（EPS）。
这就是通常所说的膜生物污染。
膜生物污染一般可分为两个阶段:第一阶段是微生物（包括各种细菌和微生物）通过向膜面的传递（可以通过扩散、重力沉降、主体对流）而能动地积累在膜面上形成生物膜。
第二阶段是生物膜积累到一定程度,引起膜通量的明显下降。
3、膜污染影响因素3.1 膜的本身特性膜的特性包括膜的材料、孔径大小分布及其物化性质（包括膜面的亲水性、疏水性等）。
因此在选择膜的类型时,必须考虑其防污染特性。
3.2 料液成分及性质反应器中混合物成分会直接影响到膜的污染程度和使用寿命,如无机成分中的铁盐会沉积在膜丝上,另外油污对膜的污染影响也很大。
所以膜处理需要较好的预处理,以除去对膜污染影响较大的成分。
在膜生物反应器中,污泥浓度、pH值、泥水混合液的粘度及菌胶团的大小、特性等都会对膜污染产生直接影响。
3.3 微生物污染超滤膜在处理过程中,会生成生物膜,虽然这样提高了有机污染物的处理效率,但是也不可避免的带来了微生物污染。
因为膜面和膜内的微孔中有微生物所需的营养物质,因而会有大量微生物滋生。
3.4 溶解性有机物。
这些有机物来源于微生物的代谢产物,它们可在膜丝表面形成凝胶层,也能吸附在膜丝的微孔表面而堵塞孔道。
通过对膜污染的宏观观察、微观观察及对进水成分的分析,发现处理城市污水影响较大的是料液成分和微生物。
微生物代谢产物对膜生物反应器膜污染的影响
2009年第28卷第8期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1473·化工进展微生物代谢产物对膜生物反应器膜污染的影响赵军1，张海丰1，王亮2（1东北电力大学化学工程学院，吉林吉林 132012；2天津工业大学材化学院环境工程系，天津 3001602）摘要：针对膜生物反应器（MBR）在运行过程中溶解性微生物代谢产物（SMP）及胞外聚合物（EPS）对膜污染进行研究。
实验过程中对MBR内的污泥混合液进行了定期膜阻力监测。
结果表明，SMP和EPS对膜过滤阻力有负面的影响。
SMP中相对分子质量分布（M w）在3～10 kDa对膜内部阻力影响显著，SMP中M w＞10 kDa的大分子有机物及EPS浓度对膜外部阻力影响明显。
通过傅里叶转换红外光谱（FTIR）检测膜表面污染物表明，EPS 主要由多聚糖、蛋白质和腐殖酸组成，而污染层中的SMP主要是多聚糖和腐殖酸。
关键词：膜生物反应器；溶解性微生物代谢产物；胞外聚合物；膜污染中图分类号：X 703.5 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2009）08–1473–06Impact of microorganism metabolites on membrane fouling in membranebioreactorZHAO Jun1，ZHANG Haifeng1，WANG Liang2(1School of Chemistry Engineering，Northeast Dianli University，Jilin 132012，Jilin，China；2Department of Environmental Engineering，Polytechnic Tianjin University，Tianjin 300160，China)Abstract：The influence of microorganism metabolites，such as soluble microbial products (SMP) and extracellular polymeric substances (EPS)，on membrane fouling was examined during the operation of membrane bioreactor(MBR). The activated sludge samples were taken from a laboratory-scale MBR and used to investigate their filtration resistance in different phases. Results showed that the accumulated SMP and EPS in the MBR have a negative effect on membrane filtration. The SMP，especially those with molecular weight (M w) of 3—10 kDa，are positively correlated to the pore-blocking resistance. The cake layer formation is the main factor resulting in membrane fouling，and is strongly affacted by the amount of EPS and the SMP with M W＞10 kDa. The major components of EPS in cake layer are proteins，polysaccharides and humic substances as analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)，while the dominant components in SMP are polysaccharides and humic substances.Key words：membrane bioreactor (MBR); soluble microbial products (SMP); extracellular polymeric substances (EPS); membrane fouling膜生物反应器（membrane bioreactor，MBR）是生物处理系统和膜组件组合而成的一种污水处理工艺，与传统工艺相比具有明显的优势。
MBR的膜污染机制与可持续操作原理
二、MBR膜污染缓解技术
2、改善混合液特性：通过投加药剂、改善混合液的物理和化学性质，可以减 少污染物在膜表面的附着。例如，投加混凝剂可以使悬浮物发生絮凝，减轻膜污 染；使用活性炭等吸附剂可以去除有机物，降低膜表面的污染负荷。
二、MBR膜污染缓解技术
3、强化生物反应：通过优化微生物种群结构，强化生物反应，可以降低膜污 染。例如，增加硝化细菌等自洁性微生物，可以提高系统的硝化能力，减少有机 物和氨氮在膜表面的沉积。
1、膜污染原因：膜污染主要由污水中难以降解的有机物、无机物和生物质附 着在膜表面，造成膜通量的下降。此外，污水中存在的微生物群落和微生物附着 在膜表面生长，也会导致膜污染。
二、膜污染机制
2、膜污染分类：根据污染物的性质，膜污染可分为有机污染、无机污染和生 物污染。有机污染主要由大分子有机物造成，无机污染主要由无机盐和金属离子 造成，生物污染主要由微生物及其代谢产物造成。
MBR膜污染解析
MBR膜污染解析
MBR膜污染主要由以下原因导致：一是废水中的悬浮物、胶体、微生物等颗粒 物在膜表面沉积，形成一层滤饼层，阻碍了膜的渗透；二是某些有机物和无机物 在膜表面或孔内吸附，导致膜孔堵塞；三是微生物在膜表面生长，形成生物垢，
MBR膜污染解析
进一步降低膜的透过性能。这些因素相互作用，使得MBR膜污染呈现出复杂的 特性。
一、MBR膜污染的成因与影响
一、MBR膜污染的成因与影响
MBR膜污染主要由两大因素引起：一是膜表面的吸附作用，二是微生物在膜表 面的生长。这些污染物可能导致膜通量下降，增加能耗，缩短膜的使用寿命，从 而影响MBR系统的稳定运行。
二、MBR膜污染缓解技术
二、MBR膜污染缓解技术
1、优化运行参数：通过调整曝气量、水力停留时间等运行参数，可以有效降 低膜污染。合理的曝气量可以提供足够的氧气，促进生物活动，减少微生物在膜 表面的附着；适当的水力停留时间则有助于保持系统稳定，防止悬浮物在膜表面 沉积。
膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究
膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究摘要：膜生物反应器（MBR）是一种高效的废水处理技术，具有较高的出水质量和较小的占地面积，但膜污染问题限制了其应用范围和经济效益。
本文通过对膜生物反应器中膜污染因素的探究，并提出了一些有效的膜污染控制方法，旨在优化MBR工艺，提高废水处理效果。
一、引言随着环境污染问题的日益突出，废水处理技术得到了广泛的关注和研究。
膜生物反应器作为一种新兴的废水处理技术，具有出水质量高、占地面积小等优点，已经成为研究的热点。
然而，膜污染问题一直困扰着MBR的工程应用和发展，限制了其在废水处理领域的应用。
二、膜污染因素分析1. 生物污染膜生物反应器中存在大量的微生物生长，微生物附着于膜表面形成生物膜，使膜孔堵塞，导致通量下降。
生物污染主要由胶体、细菌和微生物附着引起，可通过适当的操作控制附着菌和生物活性。
2. 物理污染物理污染是指膜表面附着有机颗粒物、胶体、沉淀物等，导致膜阻力增加和膜通量下降。
物理污染可以通过膜预处理和适当的操作控制进行减少。
3. 化学污染化学污染是指废水中的溶解物质沉积在膜表面，形成氧化物堆积，引起膜表面的粘附和分子扩散受阻。
化学污染可以通过废水预处理和添加适量的化学药剂来控制。
三、膜污染控制方法1. 膜表面改性通过改变膜的表面特性，如表面电荷、亲水性等，可减少污染物在膜表面的吸附和附着，从而降低膜污染的发生。
2. 适当的应激措施可通过适当的应激措施，如适当提高水力剪切力、增加通气量等，促进膜表面的气泡切割和颗粒物的分散，减少物理污染。
3. 膜清洗和维护定期进行膜清洗和维护是控制膜污染的关键措施。
膜清洗可采用物理清洗和化学清洗相结合的方法，选择合适的清洗剂和清洗工艺，有效去除膜表面的污染物。
4. 持续监测与优化通过持续监测膜系统的运行状况和水质等指标，及时发现问题并采取相应措施；同时，可通过优化MBR工艺，如调整通气量、曝气方式等，来改善废水处理效果和降低膜污染的风险。
MBR中膜污染的影响因素和解决方法
MBR中膜污染的影响因素和解决方法
一、影响膜污染的因素
MBR在持续运行的过程中，污染物会不断在膜组件中沉积，造成膜堵塞形成膜污染。
而影响膜污染的因素可划分为 3类：
（1）膜组件：膜材料、膜孔径、膜构造
（2）操作条件：错流与紊流，压力
（3）污泥混合液特性
二、膜污染的解决方法
要从优化改进膜组件、改变悬浮液特性、降低入膜活性污泥混合液质量浓度和膜上污染物的脱落清除四方面入手。
1、优化改进膜组件
膜组件的优化设计应充分考虑膜组件的放置方式与水力形态的关系、中空纤维膜的管径与长度的关系两方面。
有试验表明：没有曝气时膜丝横向放置优于轴向，有曝气时轴向放置效果更好；膜丝直径试验结果表明：在错流系统中，无论是否曝气，细膜丝均优于粗膜丝；通过模型计算得到当膜丝长度为0.5-3m时，适宜的膜丝内径为0.2-0.35mm时，活塞流可有效提高膜通量。
2、改变悬浮液特性
膜污染物主要来自于活性污泥混合液，对其进行预处理，改变其过滤特性，可有效降低和减缓膜污染。
具体方法可向生物反应器中加入少量絮凝剂，使细小微粒发生絮凝和凝聚，减少其在膜面沉积。
3、降低入膜活性污泥混合液的浓度
具体方法可向生物反应器中加入填料，使悬浮微生物在填料上附着，这样既能加快微生物对污染物的分解速率，又可有效降低入膜活性污泥混合液浓度，或控制膜的工作通量低于临界通量，延缓污染物在膜上的沉积速率，延长膜的寿命，控制膜污染。
4、膜上污染物的脱落清除
设置曝气装置增大曝气量，在膜表面产生水流剪切作用，引起膜组件附近膜丝振动，加速膜表面沉积污染物的脱落；当膜污染达到一定程度时，要对膜组件进行清洗，保障系统的正常运行，常用的清洗方法有水力清洗、化学清洗、超声清洗。
论MBR中微生物对膜污染的影响
高 生物对膜 污染 的影 响
（ 口市环境保 护科 学研 究所， 营 辽宁 营口 １５ ０ ） １０ ３
摘 要： 生物反应 器技术是一种新型污水处理技术 ， 术通过膜的高效截 留作用， 膜 该技 使反 应器维持很 高的污泥浓度 ， 从而降低 了污泥 负 ， 荷 提 高了系统的处理效率 。 但是膜污染 问题限制 了膜生物反 应器在 污水处理领域 的广 泛应 用， 而对 于膜 污染机理 尚在深入研 究 中。 本文主要从微 生物的 角度 ， 探讨微 生物性质对膜 污染的影响。
责任编辑 ： 于会兰
ｌ概 述
具有较高 的污泥浓度和污 泥停 留时间 。随着污 影响膜 通量的根本 因素。如果 污泥 絮体 附着数 泥浓度 的增加 ， 活性污泥更容易在膜表面沉积 ， 量极少 的丝状物 ， 它们体积会很小 ， 而引起 则 从 从 而加快 了膜污染速度 ， 导致膜过滤阻力增加 ， 严 重的膜孔堵塞 ；而如果这些 絮体 附着 的丝 状
关 键 词 ： 生 物 ； 生 物 反 应 器 ； 污 染 ； 泥 浓度 微 膜 膜 污
进 而降低 了膜通量 ； 同时 ， 污泥浓度升 高 ， 污泥 物很多， 就会在膜表面形成不透水 的泥饼层 。 过 膜生物 反应 器是一 种高效 膜分 离技术 与 粘度也 随之升高 ， 通量也会减小 ； Ｅ Ｓ 的大 膜 再者 ， 反应 多 的丝状 菌很容易导致 胞外聚合物 （ Ｐ ） 活性污泥法相结合的污水处 理工艺 。 Ｂ Ｍ Ｒ具有 器 内污泥浓度过高 ， 还会造成污水粘度增大 ， 影 量 滋生 ，从 而产 生低的 Ｚ Ｔ Ｅ Ａ电位和较强的疏 较高的生物降解效率 和较低 的污泥产 率 ，占地 响氧气 的传质效率 。因此要对反应器内污泥浓 水性 。 因此会引起膜污染。 丝状茵与膜表面污染 附着形式密切 相关 。 菌 丝状 面积小 ， 硝化能力 强 ， 出水水 质稳定 等特点 。另 度进行严格控制 ，污泥浓度过高或者过低都会 物形成过程及结构 、 外， 在膜生物 反应器 中， 原污水 中酌各种可溶 解 对出水水质产生不 利影响。 以黏着 、 穿透膜材料等固定 形式 ， 增加膜 表面污 和难分解 的有机物质 ，以及微生物产生 的代谢 ２ ．胞 外聚合物对膜 污染 的影 响 ．２ ２ 染物 的附着强度。立体 网状结构形式 的丝状 菌 产物 ， 可以分 别保 留在生物反应器 内， 从而提 高 胞外聚合物 （ Ｐ ） Ｅ Ｓ 在污泥 处理系统 中对污 对膜表面污染物的形成、污染物 的结构具有重 了出水水质 。 Ｒ系统是一种新型的高效生 物 泥的絮凝性 能、 降性 能、 ＭＢ 沉 脱水性 能以及 重金属 要作用 ，严重影响膜生物反应器 的处理 能力及 处理技术 ，特别是它在废水资源化及 中水 回用 吸附性能产生很大影 响。胞外 聚合物是微 生物 膜清洗的效率。 由此我们得知 ， 当污泥絮体中附 方 面存在 巨大 的潜力 ，受到 了国内外 的普遍关 在一定 环境 条件下 ， 在其代谢过程 中分泌 的包 着适 当数量的丝状 菌时有利于膜 的渗透性 。 注。但是 由于存在膜污染和膜组件替换带来 的 围在 微生物 细胞壁外 的多 聚化合物 ， 主要物 其 ３结 论 影 响等方 面的问题 ，使其运行成本和费用大 幅 质为蛋白质 和多糖 。胞外 聚合物不但可 以在膜 引起膜污染的主要 因素是污 泥，污 泥浓度 度提高 ， 阻碍 了该技术 的广泛推广和应用 。 生物 反应器 内积累 ， 从而 而且会在膜表 面积 累 ， 从而 过多或者过少都会 使膜产 生污染 。在膜生物 反 ２ 膜污染的影响因素 引起混合液粘度和膜过滤阻力 的增加 。膜表面 应器运行 中 ， 存在一 系列最佳值 ， 如经济曝气强 经济曝气量 、 临界污泥浓度等 。在这一系列 Ｍ Ｒ运行一段 时间以后 ， Ｂ 随着膜 内表面微 的胞外 聚合物 直接 改变 沉积层 的孑 隙率 和结 度、 Ｌ 生物 的滋生和膜外表面污染层 的附着 ，膜组件 构 ，胞外聚合物和细微颗粒一并沉积并 吸附在 最佳值的状态下运行 ，膜生物反应器能达到最 形 Ｈ ａ ｇ 等 佳的处理效果 ， 能降低膜污染 的程度 ， 长 并且 延 会被污染物堵塞 ， 膜通量逐渐下降 ， 直至不再 出 膜表 面 ， 成粘结性很强 的凝胶 层 ， ｕｎｄ 水 。 污染 问题缩短 了膜的使用寿命 ， 膜 导致 了泵 人发现胞外 聚合物浓度 每增加 ５ ｍｇ ， ０ ｅ 膜通量 膜 的清洗周期和膜 的更换时间 ，从而降低 了膜 Ｌ 降低了成本。 但应该指 出的 的抽吸水 头增 大和曝气量的增加 ， 是造 成 Ｍ Ｒ 减小 ７ ％ ； 种生物状 态 的活性 污泥 中 ， Ｂ ０ 各 胞外 生 物反应器 的能耗 ， 能耗较高 的主要原因 。 因此研究 Ｍ Ｒ运行过程 聚合物含量和膜污染之间存在线性关系 ，并且 是 ， Ｂ 在实际运行过程 中， 很难使 以上各种运行参 中膜污染 的发生机理 ，对 Ｍ Ｒ系统加以改进 ， 胞外 聚合物 中蛋 白质 和糖类 的比例不 同，超滤 数都处于最佳状态 。 Ｂ 从微生 物角度对膜污染进行研究将逐渐成 以达到有效降低和控制膜污染的 目的 ，此举对 的膜通量也不 同，膜通量随着蛋 白质 比例 的增 维护 Ｍ Ｒ工艺运行性 能 、 Ｂ 确定工 艺费用 、 导 加而减小 。胞外聚合物过高或过低都会加剧膜 为研究 的热点 ， 指 胞外 聚合物 （Ｐ ） Ｅ Ｓ 和溶 解性 微 Ｓ ） 可 工艺的放大设计具有重要的现实意义。 污染 ， 因此存在一个最佳胞外聚合物浓度 ， 使污 生 物产物 （ ＭＰ 对膜 污染有重 要影 响 ， 以通 过 调 节 固体 停 留时 间 （ Ｔ 、水 力 停 留 时间 Ｓ ） Ｒ ２１膜污染的成因 ． 泥过滤性能最佳 。 当前 ， 对于膜生物 反应器的研究 主要集 中 ２２３溶解性有机物产物对膜污染的影响 （ Ｒ ）负荷来 控制微生 物特性 ， ．＿ Ｈ Ｔ、 进而缓解膜污 丝状菌过 多或者过少都会对膜产生污染 ， 引 在膜污染 上 ， 相关研 究表明 ， 污染物质 的积 累 膜 近年来 ， 解性有 机物 产物 （ Ｍ ） 膜污 染 。 溶 Ｓ Ｐ对 过程分为两步 ： 染的贡献越来越得到重视。以腐殖质、 多糖 、 蛋 起泥饼层 的形成和膜孔的堵塞 ；同时丝状菌过 引起污泥膨胀 ， 会使胞外 聚合物 大量繁 殖 ， ２ ．初期 污染 ： ．１ １ 由于浓差极化造成 初始 膜 白质等 物质为主要成 分的溶解性 微生物 产物 ， 多 ， 通量下降 ，混合 液中溶 解性物 质造成膜 保留侧 主要产生于微生物的基质分解过程和内源呼吸 也会对膜污染造成影响。 溶质的积 累 ， 产生较 小渗透 能力 的膜 面表层 。 过程 ，其中高分子物质的含量较高且 可生物降 在今后 的研究 中应该更加注重对 于膜 污染 因此 ， 在膜生 物反应器 中会产生积 累 。 控制 的研究 ，在理解污染机理的基 础上 对膜污 ２１ 长期 污染 ： ．２ ． 由于溶质 吸附和粒子沉 积 解性差 ， 并 造成膜表 面溶质浓 度较 高 ， 导致凝胶层在膜 表 溶解性微生物产物极易堵塞膜孔 ， 容易沉积 染进行防治 ，最大程度上降低膜 生物反应器的 面形成 ， 胶体粒 子迁移 至膜表面 ，从而形成沉 在膜表面形成凝胶层 ；溶解性微生物产物的过 成 本 。 参 考 文 献 积， 减小了水力渗透性和膜 通量 。 高积累不仅有可能降低膜过滤出水的水质稳定 １娄全 生． 水污 染治理新 工艺与设计［ ． Ｍ］ 北京 ： 目 ， 前 对于膜污染 的形成机理 ， 众说纷纭 。 性 ， 而且有 可能影 响污泥活性 ， 严重的膜污 ｆ１ 引起 但是对于影 响膜污 染的因素 ， 归纳起来 主要有 染。 膜生物反应 器中的 Ｓ Ｐ Ｍ 主要 由微生物代谢 海 洋 出版 社 ． ２三 废 【 北 Ｍ１ 以下几个方 面 ： 微生物特 性、 运行条 件、 的结 及细胞破碎释放 的 Ｅ Ｓ 膜 Ｐ 等物 质 ， 或者称 之为溶 『］ 废 处 理 工 程 技 术 手 册 （ 水 卷 ） ． 京 ： Ｐ， ００～１０ ０ 化 学 工业 出版 社 ． 、 ０００ 构性质等。本文 主要从微 生物性 质对膜 污染 的 解性 Ｅ Ｓ 其 分子量分 布一般 在 １０ ３江 水 Ｍ】 北 影 响方面进行探讨 。 左右 。研究 表 明， Ｓ Ｓ Ｐ之 间呈显著 正相 ｆ１ 大翠 ． 处 理 新技 术 及 工 程 设 计 ［ ． 京 ： Ｅ 与 Ｍ Ｐ ２ 微生物性质对膜污染的影响 ． ２ 关， Ｅ Ｓ浓度 的增 大。 Ｐ 随着 Ｐ Ｓ 急剧增加 。 Ｍ 因此 ， 化 学工业 出版社． ２ ．污泥浓度对膜污染 的影响 ．１ ２ ＥＳ Ｐ 是引起反应器内 Ｓ Ｐ累积 的决定性 因素 。 ｆ 张 自 排 水工程 （ Ｍ ４ １ 杰． 第三版 ） 】 【． Ｍ 北京 ： 中国建 筑 工 业 出版 社 ． 膜 生物反应器运行过程 中 ， 膜污染物质来 ２． ．４丝状 菌对膜 污染 的影 响 ２ ５ ］ 水处理 工程师手 册【 】 Ｍ ． ： 学工 北京 化 源于污泥混合液 ， 其成分 主要包括微生物菌群 丝状菌对膜污染 也有很大的影 响 ，在污泥 【 唐 受印． Ｂ 及 其代谢产物 ， 水 中的有 机大分子 、 分子 ， 絮体 中丝状 菌数量过多或 者过少 对 Ｍ Ｒ系统 业 出版 社 ． 废 小 溶 解性物质 和固体颗粒 。上述物质对膜通量产 的运行 都能产生 不利影 响。这是 因为丝状 菌的 生很 大影 响。 由于膜 的截留作 用 ， 反应器 内污泥 密度对活性污泥性质影 响很 大 ， 而这些性 质是
膜污染简介及解决方案
• 2.上面讲到TMP对膜污染的影响很大，因此，针对不同 的MBR 运行状况，测量出临界膜通量或临界TMP，保 持系统在临界值以下运行是减缓膜污染、提高膜通量的 有效方法。需要注意的是，临界膜通量或临界TMP 通 常都由短期实验测得，而MBR 在长期运行时会发生短 期实验中并不明显的轻度膜污染的积累，因此系统即使 在临界值以下运行，最终也会出现TMP 骤增或膜通量 骤减的情况。此外，MBR 运行的起始膜通量或起始 TMP 也对膜污染有一定的影响，尽量选择低的起始膜 通量或起始TMP有利于膜污染的减轻。在MBR 的运行 中，膜面附近的错流能够在一定程度上减弱微粒子向膜 面沉积的趋势，减缓膜污染的发生。对于浸没式膜生物 反应器( SMBR) ，膜面附近流体的紊乱程度由曝气量 决定，而对于错流式膜生物反应器( CMBR) ，膜面附 近的水力状态由错流速率( CFV) 决定。在一定范围内， 使用较大的曝气量或CFV能有效改善膜污染。
三：膜污染的控制
• 1.膜材质、孔径、粗糙度、亲/疏水性、表面电荷等都 在一定程度上影响膜污染的速率。通常认为无机膜如 陶瓷膜、金属膜等比有机膜具有更强的抗污染能力，， 因此研制低成本的无机膜是膜元件的一个重要发展方 向。。对有机膜而言，除选用抗污染能力较高的材料 如聚偏氟乙烯( PVDF) 制造膜原件外，对现有膜原件 进行表面改性从而改变膜面性质也是获得高抗污染能 力膜元件的一个有效途径。 • 对膜构造，对膜组件结构进行优化设计有利于增强流 体与膜面的相互作用，强化流体对膜污染的去除效果。 目前对中空纤维膜组件结构的优化设计研究较多，包 括膜组件的放置方向、填充度、张紧度及直径等，通 常膜丝垂直放置、填充度较小、张紧度较低及纤维丝 直径较细时膜污染较轻。
一：膜生物反应器
• 膜技术和处理污水的生物反应器结合起来已经 形成了三种类型的莫生物反应器（MBRS）。 分别为分离膜生物反应器，膜曝气生物反应器， 萃取膜生物反应器。 • 主要讲下膜分离生物反应器的优点：占地面积 小，对水中固体去除彻底，出水无需消毒，高 负荷率，低/零污泥的产率。 • 不可避免的膜生物反应器也会存在着一些缺点： 例如膜的价格高昂，接下来我想着重讲述一下 目前存在的膜污染问题。
MBR膜污染问题
4.2 清洗方法
膜清洗有物理清洗、化学清洗等方法。对于不同形式的 膜污染,应采用不同的清洗方法。
4.2.1 物理方法
水反冲洗、海绵球清洗 、空气反吹清洗、空曝气清洗 超声波清洗 、电清洗等
4.2.2 化学方法
化学清洗通常是根据膜的污染程度,用氧化剂(次 氯酸钠等)、酸(盐酸、硫酸、硝酸等)、碱(氢氧化 钠等)、络合剂、表面活性剂、酶、洗涤剂等化学 清洗剂对膜进行浸泡和清洗,是一种去除膜污染的 相对最有效的方法。
一.膜污染的定义及危害 二.膜污染的来源 三.影响膜污染的因素 四.膜污染的控制
一. 膜污染的定义及危害
1.1 膜污染的定义及分类
狭义的膜污染 广义的膜污染
1.2 膜污染的危害
膜污染直接导致膜通量的下降，膜使用寿命大 大缩短，从而提高了MBR的运行成本。
二.膜污染的来源
2.1 滤饼层 2.2 溶解性有机物质 2.3 微生物污染
3.3 污水特性
在MBR中泥水混合液的特性直接影响到膜的污染程度 和膜的使用寿命，如反应器中污泥的浓度、pH值、泥水混 合液的粘度、及菌胶团的大小及特性等。
四．膜污染的控制 4.1 预防膜污染
4.1.1 改良膜的性质
对于疏水性膜可以通过膜材料的化学改性将其转 变为亲水性膜, 常用的化学方法有接枝、共聚、交联、等离 子或者放射性刻蚀和溶剂预处理等
4.1.2 优化膜分离操作条件
对于分置式MBR 来说提高料液流速大大提高了泥水混 合液对膜表面的剪切力作用可以降低浓差极化和沉积层的 形成提高水通量。在浓差极化现象不严重的情况下可通过 提高操作压力来提高透水率。但压力不是越高越好因为随 着压力的提高膜表面凝胶层越易形成，加重膜污染 。
4.1.3 改善污泥混合液的特性
MBR膜污染过程中微生物群落结构与代谢产物分析
MBR膜污染过程中微生物群落结构与代谢产物分析高大文;辛晓东【摘要】针对MBR运行中膜污染问题,利用T-RFLP手段分析不同运行控制下两套相同的A/O-MBR装置(R1、R2)膜污染过程中微生物群落结构变化规律,检测不同过膜压力PTM下Cake层、混合液微生物代谢产物浓度.结果表明:R1反应器(温度为30℃,SRT为60d、膜通量(Flux,FM)为9.09 L/(m2·h),DO为4 mg/L)膜污染周期为30 d,Cake层优势种群依次为Oribacterium、Cytophaga sp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180和Comamonadaceae,膜丝表面优势种群依次为Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp92;R2反应器(温度为20℃,SRT为30 d,FM为13.42 L/(m2·h),DO为2 mg/L)膜污染周期为1id,Cake层优势种群依次为Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae和Myxobacterium,膜丝表面优势种群依次为Thiothrix Eikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp52.控制策略的差异对微生物群落演替具有显著影响.Cake层和膜丝表面微生物多样性增大可能导致膜污染加重.微生物代谢产物(EPS、SMP)浓度升高会导致膜污染进程加剧,Cake层中EPS对膜污染具有主要贡献作用.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2014(046)002【总页数】7页(P26-32)【关键词】缺氧-好氧膜生物反应器;膜污染;微生物群落结构;胞外聚合物;溶解性微生物代谢产物【作者】高大文;辛晓东【作者单位】哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,150090哈尔滨;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,150090哈尔滨【正文语种】中文【中图分类】X172由微生物因素导致的不可逆膜污染问题限制了膜生物反应器(MBR)大规模推广［1－2］.目前，许多研究表明，胞外聚合物(EPS)以及溶解性代谢产物(SMP)对膜污染有重要影响［3－5］，膜污染越严重时，微生物代谢产物浓度越高，暗示了其对膜污染具有重要贡献作用.同时，有研究认为微生物群落结构的变化对膜污染也具有贡献作用［6－9］，膜污染的发生发展过程中，优势微生物种群不断演替，并且易形成可分泌大量黏性物质的顶级群落.膜组件运行过程中，Proteobacteria 和Bacteroidetes容易成为优势种群，此时膜组件易被污染，膜污染周期较短，微生物群落的演替与膜污染进程密切相关［9］.但是，目前很少有研究将微生物群落与微生物代谢产物浓度两者结合，综合探讨膜污染的发生发展机理.为此，针对运行条件的变化对膜污染的影响，分析了不同膜污染周期下微生物代谢产物的浓度变化和微生物群落演替规律，获得了微生物代谢产物、微生物群落结构与膜生物污染的潜在相关关系，为探明膜污染机制提供相应理论依据，为今后A/O－MBR工艺在实际应用中的膜污染问题提供理论指导和技术支持.A/O－MBR装置如图1所示，同时运行两套平行的A/O－MBR系统(分别称为R1和R2).装置材质为有机玻璃，分为缺氧段和好氧段两部分，有效体积均为8 L.缺氧池连续搅拌转速为200～250 r/min，好氧池为微孔曝气，间歇出水的抽吸时间(min)比为12∶3.膜组件为日本三菱公司生产的PE中空纤维膜，膜表面孔径为0.4 μm，有效面积0.11 m2.进水为人工模拟污水［10］，进水水质:CODCr为295～335 mg/L，pH 为 7.1～7.8，NH4+－N 为 37～42 mg/L.实验污泥取自哈尔滨文昌污水处理厂，污泥经驯化后反应器稳定运行，污泥质量浓度维持在3 000～4 000 mg/L.R1、R2运行条件见表1.分别记录R1、R2反应器在一个膜污染周期中过膜压力(pTM)的变化.R1、R2反应器的膜污染周期分别约为30和11 d.1.4.1 常规检测方法每两天测定R1、R2反应装置的进水、缺氧池、好氧池以及出水中的CODCr、NH4+－N、NO2－N、NO3－－N、DO、温度、pH 等.采用国家标准方法测定CODCr、NH4+－N、NO2－－N、NO3－－N［11］，DO、温度、pH等利用WTW(pH/oxi340i)手提式多参数测定仪测定.1.4.2 膜污染进程检测方法自置入未污染膜组件开始，每天记录真空膜压力表中pTM变化情况，当pTM达0.04 MPa时，一个膜污染周期结束.污染的膜组件经物理、化学清洗后再置入好氧池混合液，开始下一周期运行.1.4.3 EPS、SMP 分析方法SMP主要存在于液相中，EPS主要存在于污泥相中，压实在膜组件表面形成的凝胶层中［12］.有文献报道Cake层中也存在SMP［13］.EPS 的提取分离采取甲醛－NaOH 法［14］，SMP的提取采用离心过滤获得［15］.采用苯酚－浓硫酸法测定EPS、SMP中的多糖浓度［16］，改良型 BCA 法(上海生工试剂盒)分别检测 EPS、SMP中的蛋白浓度.1.4.4 生物样品处理方法Cake层样品分离和分析方法:挑取已污染膜组件的1～2根膜丝，剪取中间位置约2 cm等长的一段，使用等量的冲洗液冲洗所有样品，Cake层被冲洗下来，将泥水混合物收集于离心管中，进行DNA的提取和 EPS的测定.泥饼层微生物DNA 的提取直接按照DNA提取试剂盒(北京天恩泽)进行，泥饼层中EPS的测定参照1.4.3.膜丝表面样品分离和分析方法:被冲洗后的膜丝放入1.5 mL离心管中，加入1 mL PBS缓冲液.膜丝表面微生物的分离首先经过超声细胞破碎仪的超声探头处理，调节超声强度，将膜丝表面微生物通过震动脱离到离心管内的PBS缓冲液中，按照DNA提取试剂盒进行DNA提取.1.4.5 微生物群落分析在前期研究中结合末端标记限制性酶切片段长度多态性分析(T－RFLP)技术、单克隆技术与测序技术等分子生物学手段构建了针对此A/OMBR系统的微生物群落文库，本文库微生物种群核酸序列通过与NCBI中Genbank的库存物种序列比对，相似度均为99%.T－RFLP手段已经广泛应用于环境样品的微生物群落结构分析［17］，精确性高［18］.实验采用的PCR引物为带有FAM标记的8F和1492R，限制性内切酶为AfaI.酶切产物交由上海生工测序，操作流程参考文献［19］.R1、R2反应器在各自运行条件下分别经过30 d、20 d左右后达到稳定，随机检测在一个膜污染周期中对COD和NH4+－N的处理效果，结果如表2所示.R1、R2在运行条件上存在差异，但对COD的去除率保持在95%以上，对氨氮的去除率保持在90%以上.这说明本研究中运行条件的差异对于反应器的处理效果影响不明显，两运行条件均能够维持A/O－MBR反应器的高效稳定性.R1反应器中pTM随时间的增长分阶段变化.首先在1～6 d pTM增长较快，大量的无机有机颗粒、生物大分子等在膜表面聚集，形成初步的生物膜结构，平均膜污染速率为2 kPa/d.7～25 d pTM的增长进入缓慢阶段，生物膜开始缓慢生长，逐步加厚［20］，平均膜污染速率为 0.89 kPa/d.26 d 以后，pTM增长进入快速阶段，到第30天时，pTM达0.04 MPa，平均膜污染速率为2.5 kPa/d.生物膜表面Cake层的加厚和压实大大减小了膜组件的通透性，滤阻加大，表现为膜通量的降低，甚至出现不出水现象.R2反应器膜污染周期较短，1～4 d为膜的快速污染阶段，平均膜污染速率为4 kPa/d.5～8 d伴随着Cake层的形成和发展，为缓慢污染阶段，平均膜污染速率为2 kPa/d，第9～11天，由于Cake层的稳定和压实，pTM的增长进入快速阶段，平均膜污染速率为3 kPa/d，见图2.由图2可以看出，R1反应器较R2能够显著减缓膜的污染进程，这说明操作条件与MBR内系统的整体功能密不可分，操作条件的变化能够显著改变膜污染进程. 2.3.1 Cake层中微生物群落结构分析在前述的膜污染周期内，不同的显著pTM值下分别对R1、R2反应器的膜组件Cake层取样，利用T－RFLP分子生物学手段进行微生物群落结构分析，结果如图3所示.由图3可以看出，在膜污染初始快速污染阶段(pTM为0.003 MPa时)，R1反应器Cake层的优势种群为 Oribacterium(毛螺旋菌属)和Deltaproteobacterium(变形菌属)，此时Cake层微生物群落的丰度为11;R2反应器Cake层的优势种群为Anaeromyxobacter(厌氧粘细菌)，此时R2反应器的丰度为6，低于R1反应器.在缓慢污染阶段 (pTM为 0.015～0.030 MPa)，R1反应器Cake层优势种群分别为Cytophaga sp. (噬纤维菌属)、Anaeromyxobacter(厌氧粘细菌)、Paracoccus(副球菌属).根据伯杰细菌鉴定手册，噬纤维菌属的特性是好氧或兼性厌氧，碳源足够时易分泌胞外聚合物.副球菌属可以积累聚β羟基丁酸盐、能进行反硝化作用，表面产生一层黏液，细胞之间可以黏在一起.这些都是在膜污染中较常见菌属，均分泌大量的代谢产物，对膜污染进程具有重要贡献.此时丰度依次为18，8，6和8;R2 Cake层的优势种群为 Oribacterium (毛螺旋菌属)和Saprospiraceae(腐螺旋菌科)，腐螺旋菌科的最适温度为30～37℃，pH为7，可代谢葡萄糖、半乳糖、醋酸盐等.此时丰度依次为7和9.从整体看R2反应器Cake层的丰度值低于R1.在pTM为0.037 MPa时，R1反应器Cake层中的优势种群为Comamonadaceae(丛毛单胞菌科)，这与文献［21］膜污染后期 Comamonas sp.等为优势菌群的结论相符，此时丰度值为5.R2反应器在0.039 MPa时 Cake层中的优势种群为Myxobacterium(粘细菌属)，丰度值为5.到膜污染后期，两个反应器的微生物丰度达到一致.总体来说，R1反应器 Cake层优势种群为Deltaproteobacteriu(变形菌属 )、Anaeromyxobacter(厌氧粘细菌)、Paracoccus(副球菌属)、bp180、Cytophaga sp.(噬纤维菌属).根据伯杰细菌鉴定手册，这些菌属可分泌细胞代谢产物，影响膜污染后期微生物代谢产物浓度的变化，从而导致pTM显著上升.R2反应器Cake层优势种群为 Anaeromyxobacter(厌氧粘细菌)、Cytophaga sp.(噬纤维菌属)、Oribacterium(毛螺旋菌属) 、Saprospiraceae(腐螺旋菌科)、Variovorax sp.(贪噬菌属)和 Myxobacterium(粘细菌属).这些菌属均可分泌胞外聚合物和各种代谢产物，有助于Cake层的快速形成和稳定发展.在膜污染发生以及发展过程中，反应器膜组件Cake层中的优势种群随pTM的升高不断变化，并且由于运行条件的差异，R1、R2反应器在相同pTM下膜组件Cake层中的微生物优势种群同样具有较大差异.在膜组件的初始污染和缓慢污染阶段，R1反应器的微生物丰度始终高于R2，直到膜污染进入跃升期时，两者的丰度基本达到一致.通过计算发现微生物丰度与膜污染进程具有线性负相关关系(R1、R2反应器中丰度与pTM线性负相关系数R2分别为0.82和0.81).到膜污染后期，Cake层不断加厚，物质交流不断受到削弱，甚至造成Cake层内部形成厌氧环境，导致微生物丰度降低.2.3.2 膜丝表面微生物群落结构分析在相同的膜污染周期，不同的显著pTM值下分别对R1、R2反应器的膜组件膜丝取样，对膜丝表面进行微生物群落结构分析，结果如图4所示.R1反应器在初始快速污染阶段(pTM为0.003～0.010 MPa)，膜丝表面主要的优势菌群为Saprospiraceae(腐螺旋菌科)和 Nitrospira(亚硝化螺菌属).微生物群落丰度分别为33和32.R2反应器膜丝表面优势菌群为 Thiothrix Eikelboomii(一种丝状菌)和γ -Proteobacterium(γ变形菌)，根据伯杰细菌鉴定手册，γ变形菌可代谢葡萄糖产酸，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，利用NH4+作为氮源、葡萄糖作为碳源，10～43℃生长.此时丰度为23和24.R1反应器膜丝表面的丰度值大于R2. 膜缓慢污染时期(pTM为0.01～0.03 MPa)，R1反应器膜丝表面的优势种群为Thiothrix Eikelboomii(一种丝状菌)和Thiothrix sp.(发硫细菌)，此时微生物种群丰度为36和26;R2反应器膜丝表面的优势种群为Nitrospira(亚硝化螺菌属)和bp50(限制性内切酶AfaI酶切片段长度为50 bp)，丰度为23和27.整体上R2反应器膜丝表面的丰度低于R1.在膜污染跃升期，R1反应器膜丝表面的优势种群为Nitrospira(亚硝化螺菌属)和bp92，此时的微生物种群丰度为14和17;R2反应器膜丝表面的优势种群为Thiothrix sp.(发硫细菌)和bp52，丰度分别为15和16.此时R1和R2反应器膜丝表面的丰度大致达到一致.与Cake层的群落结构变化相比，膜丝表面的微生物群落演替现象趋于缓和，优势菌群具有一定的连续性.Saprospiraceae(腐螺旋菌科)、Thiothrix Eikelboomii(一种丝状菌)和Nitrospira(亚硝化螺菌属)是R1反应器的常见菌属，并且基本贯穿整个膜污染周期.Thiothrix sp.(发硫细菌)和Nitrospira(亚硝化螺菌属)是R2反应器的常见菌属.膜丝表面微生物种群丰度的变化与Cake层类似，在初始快速污染和缓慢污染阶段，R1反应器的微生物丰度始终高于R2反应器，直到膜污染进入跃升期时，两者的丰度基本达到一致.通过计算发现膜丝表面微生物群落与膜污染进程也具有线性负相关关系(R1、R2反应器中丰度与pTM线性负相关系数 R2分别为0.62和0.74).Cake层的稳定压实导致膜组件表面与膜内营养物质传递受阻以及厌氧微环境的形成，从而生态位改变，微生物丰度降低，膜污染加重.2.3.3 微生物群落多样性与膜污染分析为探究微生物群落多样性与膜污染的相关关系，引入了滤阻R的概念，根据达西公式式中:η为黏度(Pa·s)，Δp(Pa)为pTM.反应器运行稳定时，认为η为一恒定值，滤阻R(m－1)与透水率K(L·(m2·h)－1·kPa－1)成反比关系，即R与K-1成正比关系.同时R表征pTM大小，因此，K-1与pTM成正比关系.同时利用Shannon指数H表征微生物群落多样性，即pi为T－RFLP峰值图中第i个峰的面积与图谱中峰的总面积的比值，S为T－RFLP中每个pTM下的丰度.分别计算Cake层和膜丝表面的Shannon指数H和K-1后，做两者线性分析，结果如图5，6.Pearson系数 (rp)无量纲，数值在－1.0～1.0，其值大小反映了2个数据集合间的相关程度.0＜|rp|≤0.3表示两个数据集合微弱相关，0.3＜|rp|≤0.5表示低度相关，0.5＜|rp|≤0.8表示显著相关，0.8＜|rp|≤1表示高度相关.p值反映Pearson相关显著性.通过SPSS软件分析发现，Cake层和膜丝表面微生物群落多样性Shannon指数H均与K-1具有相关性.R1反应器Cake层微生物多样性指数H与K-1的Pearson相关性在0.01水平上显著相关(rp=0.977，p=0.001，置信度为99%)，R2 反应器 Cake层微生物多样性指数 H与 K-1的Pearson相关性在0.05水平上显著相关 (rp=0.937，p=0.019，置信度为 95%).膜丝表面微生物多样性指数H 与K-1的相关性与Cake层类似:R1反应器膜丝表面微生物多样性指数H与K-1的Pearson相关性在0.05水平上显著相关(rp=0.904，p=0.035，置信度为95%)，R2 反应器膜丝表面微生物多样性指数H与K-1的Pearson相关性在0.05水平上显著相关 (rp=0.951，p=0.013，置信度为95%).因此，可以推断:在整体水平上，微生物多样性趋于增大可能导致膜污染加重.2.4.1 R1、R2反应器中EPS浓度变化在分析微生物群落结构时，同时研究了R1、R2反应器中微生物的各种代谢产物在该膜污染周期中浓度的变化.图7显示了EPS在膜污染周期中浓度的变化趋势.在初始快速污染时期，R1、R2反应器好氧池混合液中EPS浓度随膜压力升高显著增加，到膜污染缓慢时期，EPS浓度逐步稳定升高.到膜污染的后期，EPS浓度显著上升，达最大.R1反应器好氧池混合液中EPS浓度始终高于R2，R2反应器中EPS浓度主要集中在Cake层，R2反应器Cake层中EPS高于R1.正如在2.3部分所述，R1、R2反应器在不同膜污染阶段优势种群的不同，导致EPS浓度的整体差异.在膜污染周期的不同阶段微生物代谢产物的浓度显著变化，EPS浓度随pTM的增大总体呈明显升高趋势.并且在膜污染周期缩短时，Cake层中EPS浓度所占比例显著升高，且始终大于混合液.这说明EPS在膜污染后期对膜污染贡献作用越发明显，成为主导力量.这与 Wontae Lee等［22］提出的EPS可能对膜污染有重要贡献的观点一致.2.4.2 R1、R2反应器中SMP浓度变化R1、R2反应器中好氧池混合液SMP浓度变化如图8所示.在膜的快速污染阶段，R2反应器混合液层中SMP的变化与R1类似.随着pTM的增大呈显著升高的趋势.缓慢污染阶段，混合液中SMP浓度比较稳定，上升趋势趋于平缓.在膜污染末期时，SMP浓度均达最大值，同时R2反应器混合液中SMP浓度高于R1.由此推测，混合液中SMP浓度的上升可能是膜污染的一个重要因素. 各pTM下优势种群的演替导致微生物代谢产物(EPS、SMP)分泌量的差异，而EPS、SMP 是Cake层的重要组成成分，因此，不同pTM下优势种群的变化能够对膜污染进程产生不同程度的影响.同时，微生物优势种群的变化由其自身所在生态位决定，反应装置运行条件(DO、SRT、Flux、温度)的差异造成混合液、Cake层中微生物种群生态位的不同，影响优势种群的演替过程，改变Cake层的形成和发展速率，影响膜污染进程.1)运行条件(DO、SRT、Flux、温度)的差异能够显著影响膜污染速率，改变膜污染周期.R1反应器的膜污染周期为30 d，R2为11 d.2)受运行条件不同的影响，Cake层和膜丝表面微生物群落频繁发生演替现象，优势菌群不断变化.R1反应器Cake层中微生物群落优势种群依次为Oribacterium、Cytophaga sp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180和Comamonadaceae;R2 反应器Cake层中微生物群落优势种群依次为Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae 和Myxobacterium.R1反应器膜丝表面微生物群落优势种群依次为 Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp92;R2反应器膜丝表面微生物群落优势种群依次为ThiothrixEikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp52，群落演替现象显著.3)Cake层和膜丝表面的微生物多样性可能与膜污染进程相关.4)微生物群落演替对EPS、SMP浓度有显著影响.随着膜污染的不断加剧，EPS和SMP浓度总体呈现随pTM上升而升高的趋势.Cake层中EPS对膜污染加重具有主要贡献作用，SMP主要分散于混合液中，其浓度的积累可能导致膜污染周期的缩短.【相关文献】［1］丁毅，张传义.MBR在污水处理中的应用与研究进展［J］.给水排水，2007，33(11):170－172.［2］罗敏，王占生，侯立安.纳滤膜污染的分析与机理研究［J］.水处理技术，1998，24(6). ［3］张海丰，孙宝盛，赵新华，等.溶解性微生物产物对浸没式膜生物反应器运行的影响［J］.环境科学，2008，29(1):82－86.［4］李绍峰，崔崇威，黄君礼.胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响［J］.哈尔滨工业大学学报，2007，39(2):266－268.［5］AL-HALBOUNI D，TRABER J，LYKO S，et al.Correlation of EPS content in activated sludge at different sludge retention times with membrane fouling phenomena［J］.Water Research，2008，42:1475－1488.［6］张斌，孙宝盛，刘慧娜，等.处理不同废水MBR系统中微生物群落结构的比较［J］.环境科学，2008，29(10):2944－2949.［7］LIM S Y，KIM S，YEON K M，et al.Correlation between microbial community structure and biofouling in a laboratory scale membrane bioreactor with synthetic wastewater［J］.Desalination，2012，287:209－215.［8］GAO W J，LIN H J，LEUNG K T，et al.Structure of cake layer in a submerged anaerobic membrane bioreactor［J］.Journal of Membrane 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论MBR中微生物对膜污染的影响
论MBR中微生物对膜污染的影响
论MBR中微生物对膜污染的影响
摘要：膜生物反应器技术是一种新型污水处理技术,该技术通过膜的高效截留作用,使反应器维持很高的'污泥浓度,从而降低了污泥负荷,提高了系统的处理效率.但是膜污染问题限制了膜生物反应器在污水处理领域的广泛应用,而对于膜污染机理尚在深入研究中.本文主要从微生物的角度,探讨微生物性质对膜污染的影响.作者：高亚洁作者单位：营口市环境保护科学研究所,辽宁,营口,115003 期刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2010, ""(13) 分类号：X5 关键词：微生物膜生物反应器膜污染污泥浓度。
MBR的膜污染机制与可持续操作原理共3篇
MBR的膜污染机制与可持续操作原理共3篇MBR的膜污染机制与可持续操作原理1MBR的膜污染机制与可持续操作原理膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是一种新型废水处理技术。
相比传统的活性污泥法和沉淀池法，MBR具有处理效率高、占用土地少、出水水质高等优点，因此被广泛应用于污水处理领域。
然而，MBR在长期运行过程中容易出现膜污染问题，影响系统的处理效率和稳定运行。
所谓膜污染，就是指污染物附着在膜上，导致膜孔堵塞、通量降低等问题。
MBR的膜污染主要由以下几种机制构成。
第一种是物理污染。
悬浮物、胶体、微生物等物质在膜表面附着形成污泥层，造成膜堵塞、通量下降。
第二种是生物污染。
微生物会在膜上形成粘附层，并且在膜上繁殖生长，导致膜孔堵塞。
第三种是化学污染。
有机物、无机物等物质在膜表面发生化学反应，形成一定的污染层，加重膜污染。
此外，还有渗透压差、气泡冲刷等机制会导致膜变形、损坏，从而引起膜污染问题。
为了提高MBR的可持续性，减轻膜污染问题，需要采取一系列有效的措施。
一是开发和应用高效的预处理方法，减少进入MBR的难净化成分，避免膜污染的发生。
二是优化MBR的运行条件，控制水质和水流状况，避免出现膜堵塞、通量降低等问题。
三是采用适当的清洗剂和清洗方法，对膜进行逆冲洗、化学清洗、物理清洗等处理，减轻膜的损伤和堆积，清除污染物。
四是加强对MBR维护和管理的监督，定期检查、维护设备，及时更换损坏的部件，延长MBR的使用寿命。
除了以上措施，还应加强MBR技术的研发和推广，不断提高MBR技术的成熟度和可靠性。
例如，研究新型的膜材料和膜结构，提高膜的抗污染性和通量，减轻MBR的维护成本；研究新型的MBR运行模式和控制策略，优化MBR的运行效率和能耗，提高MBR的可持续性。
总之，MBR的膜污染机制和可持续操作原理是MBR技术研究的重要内容。
通过对MBR膜污染机制的研究，可以采取相应的膜污染控制措施；通过对MBR可持续操作原理的探究，可以优化MBR运行模式和控制策略，减少MBR的维护成本，提高MBR的运行效率和可持续性，为环境保护事业做出贡献综上所述，MBR技术具有高效、节能、环保等特点，但膜污染是影响其可持续性的重要问题。
MBR微滤膜的污染机理及化学清洗研究中期报告
MBR微滤膜的污染机理及化学清洗研究中期报告
1. MBR微滤膜的污染机理
MBR微滤膜的污染机理主要分为生物污染和非生物污染两种。
生物
污染主要指由生物物质（如细菌、病毒、蛋白质等）所引起的污染。
在MBR工艺中，生物污染一般是由于生物膜的生长和沉淀造成的，生物膜
的生长会导致膜孔的堵塞和通透性的下降。
非生物污染主要指由无机物、有机物以及离子（如铁、钙、镁等）所引起的污染。
这种污染主要是由
于膜表面的吸附、沉积和结垢产生的。
2. MBR微滤膜的化学清洗研究中期报告
目前，MBR微滤膜清洗方法主要包括物理清洗和化学清洗两种。
物
理清洗主要是利用水压、气泡和声波等力学作用将污染物从膜表面清除。
然而，物理清洗存在效果不稳定、清洗后的反应速度受限等缺点。
因此，化学清洗成为MBR微滤膜清洗的重要手段。
化学清洗主要是利用化学反应来清除膜表面的污染物。
化学清洗剂
一般包括氧化剂、酸和碱等，不同种类的清洗剂将针对不同类型的污染
物进行清洗。
常见的化学清洗方法包括期间清洗、间歇清洗和逆洗清洗等。
目前，化学清洗还存在一些问题，例如清洗剂的成本较高、清洗过
程对膜造成的损伤较大等。
因此，后续研究需要进一步探究化学清洗剂
的种类和使用方法，以提高清洗效果和减少清洗对膜的损伤。
论MBR中微生物对膜污染的影响
论MBR中微生物对膜污染的影响摘要：膜生物反应器技术是一种新型污水处理技术，该技术通过膜的高效截留作用，使反应器维持很高的污泥浓度，从而降低了污泥负荷，提高了系统的处理效率。
但是膜污染问题限制了膜生物反应器在污水处理领域的广泛应用，而对于膜污染机理尚在深入研究中。
本文主要从微生物的角度，探讨微生物性质对膜污染的影响。
关键词：膜生物反应器膜污染微生物特性水资源与环境问题越来越受到人类社会的重视，尤其是面对水资源短缺问题，污水再生回用成为解决水问题的关键所在。
但传统污水再生处理工艺存在着出水水质不达标、占地面积大、稳定性差等一系列问题。
随着对污水处理要求的不断提高，开发出更加先进的废水处理工艺，已经迫在眉睫。
MBR系统适应这一需求，应孕而生。
近年来，MBR系统已经广泛应用于污水处理，其处理效果也明显优于传统的活性污泥法。
1引言膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的污水处理工艺。
MBR具有较高的生物降解效率和较低的污泥产率，占地面积小，硝化能力强，出水水质稳定等特点。
另外，在膜生物反应器中，原污水中的各种可溶解和难分解的有机物质，以及微生物产生的代谢产物，可以分别保留在生物反应器内，从而提高了出水水质。
MBR系统是一种新型的高效生物处理技术，特别是它在废水资源化及中水回用方面存在巨大的潜力，受到了国内外的普遍关注。
但是由于存在膜污染和膜组件替换带来的影响等方面的问题，使其运行成本和费用大幅度提高，从而阻碍了该技术的广泛推广和应用。
2膜污染的影响因素MBR运行一段时间以后，随着膜内表面微生物的滋生和膜外表面污染层的附着，膜组件会被污染物堵塞，膜通量逐渐下降，直至不再出水。
膜污染问题缩短了膜的使用寿命，导致了泵的抽吸水头增大和曝气量的增加，是造成MBR能耗较高的主要原因。
因此研究MBR运行过程中膜污染的发生机理，对MBR系统加以改进，以达到有效降低和控制膜污染的目的，此举对维护MBR工艺运行性能、确定工艺费用、指导工艺的放大设计具有重要的现实意义。
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MBR中微生物对膜污染的影响
水资源与环境问题越来越受到人类社会的重视，尤其是面对水资源短缺问题，污水再生回用成为解决水问题的关键所在。
但传统污水再生处理工艺存在着出水水质不达标、占地面积大、稳定性差等一系列问题。
随着对污水处理要求的不断提高，开发出更加先进的废水处理工艺，已经迫在眉睫。
MBR系统适应这一需求，应孕而生。
近年来，MBR 系统已经广泛应用于污水处理，其处理效果也明显优于传统的活性污泥法。
1引言
膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的污水处
理工艺。
MBR具有较高的生物降解效率和较低的污泥产率，占地面积小，硝化能力强，出水水质稳定等特点。
另外，在膜生物反应器中，原污水中的各种可溶解和难分解的有机物质，以及微生物产生的代谢产物，可以分别保留在生物反应器内，从而提高了出水水质。
MBR系统是一种新型的高效生物处理技术，特别是它在废水资源化及中水回用方面存在巨大的潜力，受到了国内外的普遍关注。
但是由于存在膜污染和膜组件替换带来的影响等方面的问题，使其运行成本和费用大幅度提高，从而阻碍了该技术的广泛推广和应用。
2膜污染的影响因素
MBR运行一段时间以后，随着膜内表面微生物的滋生和膜外表面污染层的附着，膜组件会被污染物堵塞，膜通量逐渐下降，直至不再出水。
膜污染问题缩短了膜的使用寿命，导致了泵的抽吸水头增大和曝气量的增加，是造成MBR能耗较高的主要原因。
因此研究MBR运行过程中膜污染的发生机理，对MBR系统加以改进，以达到有效降低和控制膜污染的目的，此举对维护MBR工艺运行性能、确定工艺费用、指导工
艺的放大设计具有重要的现实意义。
2.1膜污染的成因
当前，对于膜生物反应器的研究主要集中在膜污染上，相关研究表明，膜污染物质的积累过程分为两步：（1）初期污染：由于浓差极化造成初始膜通量下降，混合液中溶解性物质造成膜保留侧溶质的积累，产生较小渗透能力的膜面表层。
（2）长期污染：由于溶质吸附和粒子沉积造成膜表面溶质浓度较高，导致凝胶层在膜表面形成，胶体粒子迁移至膜表面，从而形成沉积，减小了水力渗透性和膜通量。
目前，对于膜污染的形成机理，众说纷纭。
但是对于影响膜污染的因素，归纳起来主要有以下几个方面：微生物特性、运行条件、膜的结构性质等。
本文主要从微生物性质对膜污染的影响方面进行探讨。
2.2微生物性质对膜污染的影响
2.2.1污泥浓度对膜污染的影响
膜生物反应器运行过程中，膜污染物质来源于污泥混合液，其成分主要包括微生物菌群及其代谢产物，废水中的有机大分子、小分子，溶解性物质和固体颗粒。
上述物质对膜通量产生很大影响。
由于膜的截留作用，反应器内污泥具有较高的污泥浓度和污泥停留时间。
随着污泥浓度的增加，活性污泥更容易在膜表面沉积，从而加快了膜污染速度，导致膜过滤阻力增加，进而降低了膜通量；同时，污泥浓度升高，污泥粘度也随之升高，膜通量也会减小；再者，反应器内污泥浓度过高，还会造成污水粘度增大，影响氧气的传质效率。
因此要对反应器内污泥浓度进行严格控制，污泥浓度过高或者过低都会对出水水质产生不利影响。
2.2.2胞外聚合物对膜污染的影响
胞外聚合物（EPS）在污泥处理系统中对污泥的絮凝性能、沉降性能、脱水性能以及重金属吸附性能产生很大影响。
胞外聚合物是微生物在一定环境条件下，在其代谢过程中分泌的包围在微生物细胞壁外的多聚化合物，其主要物质为蛋白质和多糖（3）。
胞外聚合物不但可以在膜生物反应器内积累，而且会在膜表面积累，从而引起混合液粘度和膜过滤阻力的增加。
膜表面的胞外聚合物直接改变沉积层的孔隙率和结构，胞外聚合物和细微颗粒一并沉积并吸附在膜表面，形成粘结性很强的凝胶层，Huangd等人发现胞外聚合物浓度每增加50mg/L，膜通量减小70％（4）；各种生物状态的活性污泥中，胞外聚合物含量和膜污染之间存在线性关系，并且胞外聚合物中蛋白质和糖类的比例不同，超滤的膜通量也不同，膜通量随着蛋白质比例的增加而减小。
胞外聚合物过高或过低都会加剧膜污染，因此存在一个最佳胞外聚合物浓度，使污泥过滤性能最佳。
2.2.3溶解性有机物产物对膜污染的影响
近年来，溶解性有机物产物（SMP）对膜污染的贡献越来越得到重视。
以腐
殖质、多糖、蛋白质等物质为主要成分的溶解性微生物产物，主要产生于微生物的基质分解过程和内源呼吸过程，其中高分子物质的含量较高且可生物降解性差，因此，在膜生物反应器中会产生积累。
溶解性微生物产物极易堵塞膜孔，并容易沉积在膜表面形成凝胶层；溶解性微生物产物的过高积累不仅有可能降低膜过滤出水的水质稳定性，而且有可能影响污泥活性，引起严重的膜污染。
膜生物反应器中的SMP主要由微生物代谢及细胞破碎释放的EPS等物质，或者称之为溶解性EPS，其分子量分布一般在1000～100000左右。
研究表明,EPS 与SMP之间呈显著正相关,随着EPS浓度的增大,SMP急剧增加。
因此，
EPS是引起反应器内SMP累积的决定性因素（5）。
2.2.4丝状菌对膜污染的影响
丝状菌对膜污染也有很大的影响，在污泥絮体中丝状菌数量过多或者过少对MBR系统的运行都能产生不利影响。
这是因为丝状菌的密度对活性污泥性质影响很大，而这些性质是影响膜通量的根本因素。
如果污泥絮体附着数量极少的丝状物，则它们体积会很小，从而引起严重的膜孔堵塞；而如果这些絮体附着的丝状物很多，就会在膜表面形成不透水的泥饼层。
过多的丝状菌很容易导致胞外聚合物（EPS）的大量滋生，从而产生低的ZETA电位和较强的疏水性，因此会引起膜污染（6）。
丝状菌与膜表面污染物形成过程及结构、附着形式密切相关，丝状菌以黏着、穿透膜材料等固定形式，增加膜表面污染物的附着强度。
立体网状结构形式的丝状菌对膜表面污染物的形成、污染物的结构具有重要作用，严重影响膜生物反应器的处理能力及膜清洗的效率（7）。
由此我们得知，当污泥絮体中附着适当数量的丝状菌时有利于膜的渗透性。
3、结语
引起膜污染的主要因素是污泥，污泥浓度过多或者过少都会使膜产生污染。
在膜生物反应器运行中，存在一系列最佳值，如经济曝气强度、经济曝气量、临界污泥浓度等。
在这一系列最佳值的状态下运行，膜生物反应器能达到最佳的处理效果，并且能降低膜污染的程度，延长膜的清洗周期和膜的更换时间，从而降低了膜生物反应器的能耗，降低了成本。
但应该指出的是，在实际运行过程中，很难使以上各种运行参数都处于最佳状态。
从微生物角度对膜污染进行研究将逐渐成为研究的热点，胞外聚合物
（EPS）和溶解性微生物产物（SMP）对膜污染有重要影响，可以通过调节固体停留时间(SRT)、水力停留时间（HRT）、负荷来控制微生物特性，进而缓解膜污染。
丝状菌过多或者过少都会对膜产生污染，引起泥饼层的形成和膜孔的堵塞；同时丝状菌过多，引起污泥膨胀，会使胞外聚合物大量繁殖，也会对膜污染造成影响。
在今后的研究中应该更加注重对于膜污染控制的研究，在理解污染机理的基础上对膜污染进行防治，最大程度上降低膜生物反应器的成本。