李雪

摘 要：当MBR膜生物反应器出水浊度变高、产水量不足、出水水质达不到要求时，通常是由于污水的特性造成膜组件出现严重的积泥、结垢现象，造成膜污染。因此可以采取物理清洗及化學清洗的办法恢复MBR的运行效果。

关键词：MBR;膜污染;清洗

膜生物反应器（MBR）的发展已经对污水处理带来了巨大的影响，MBR作为一种更有效的废水生物处理工艺，是生物处理技术的生物降解功能和膜分离技术的高效分离功能的统一体。

MBR膜的运行随着时间的变化，膜会被堵塞，膜通量会逐渐下降。由于MBR用于源水处理时，与膜相联系的悬浮物质、有机物等的成分、含量和特性都不尽相同，因此膜污染特征也多种多样，所以膜污染是影响膜运行周期的关键，有必要研究MBR在污水工艺中的膜污染及清洗。

1膜生物反应器（MBR）

膜生物反应器是基于传统的活性污泥法（CAS）的生物处理与膜过滤相结合的一种技术。污水是在充满活性污泥的曝气反应器中处理的，污泥中的活性酶在足够的氧的条件下能将污水中的含氮化合物和含碳化合物转化为危险性更低的物质。

1.1  污染物去除效率高，处理出水水质良好。

1.2  MBR所需面积小。在MBR池中不需要用二沉池。

1.3  有利于增殖微生物的截留，提高系统的硝化效果和对难降解有机物的处理能力。

1.4  剩余污泥产生量低。

1.5  容易做到自动控制，且控制管理简单。

2 膜污染

膜污染，是指水体中存在的各种微粒或高分子有机物等，与膜产生了物理化学相互作用或机械作用，并在膜表层和膜孔内吸附、沉淀，进而导致膜孔径变小或封闭，使水通透膜的阻碍增大，导致膜通量降低的现象。

2.1 膜污染的来源

MBR膜污染程度与膜孔径、表面粗糙度及膜表面荷电性、膜的亲水性有关。膜污染有滤饼层、溶解性有机物质、微生物污染和污水特性4个方面。

2.1.1 滤饼层

滤饼层一般是指在水流通过膜表层时被拦截下来的部分活性污泥和胶状物，在过滤压差和水流的共同影响下积聚于膜表层，所产生的污染物。[1]

滤饼层是一种可逆污染，可以通过水力清洗等定期清洗消除，快速恢复部分膜通量。

2.1.2 溶解性有机物质

反应器污水中自身的溶解性大分子有机物、微生物可溶性代谢产物都易通过浓差极化作用而在膜表面形成凝胶层或被膜内的微孔表面所吸收或结晶，从而堵塞孔道，使膜通量下降。

2.1.3 微生物污染

微生物污染一般由微生物及其产生的粘泥引起，膜表面易吸附微生物代谢产物等高分子物质。

2.1.4 污水特性

当污染物是水溶性的大分子时，膜表面的形成凝胶层;当污染物是难溶性物质时，膜表面形成结垢层;膜表面的附着层可能是水溶性高分子的吸附层和悬浮物在膜表面上堆积起来的滤饼层。

3 膜清洗技术

对已污染的膜，必须进行清洗的办法才能保证恢复MBR的效果。常用膜比通量恢复率γ来表征： [2]

γ=K/K0×100%

式中，K———清洗后膜比通量，L/（m2h）

K0———清洁膜比通量，L/（ m2h）。

3.2 膜清洗方法

膜清洗有物理清洗、化学清洗等方法。

3.2.1 物理清洗

物理清洗指利用人工或机械采用清水清洗等不使用任何形式化学药剂的清洗方法。

3.2.2 化学清洗

在MBR处理污水的实际过程中，由于膜极易被堵塞，仅靠物理清洗不能有效恢复膜通量，因此须使用化学清洗的方式。

化学清洗通常是根据膜的污染程度，用氧化剂、酸、碱等化学清洗剂对膜进行浸泡和清洗。

4.  下面以齐鲁石化供排水厂炼油南区污水场的MBR为例：

4.1  设计参数：MBR池膜组件为三达膜科技有限公司供应，采用平板超滤BIO-CELL膜元件.

4.2  膜污染现象及采取的措施

2021年6月发现MBR的出水量不足、出水水质达不到要求。撤水后发现膜组件存在严重的积泥现象，初步分析原因是膜组件出现积泥形成滤饼层和钙镁离子造成的结垢。要解决上述问题，需人工清除MBR膜组件的滤饼层，并强化清洗膜片。

4.2.1  膜组件积泥的原因分析

（1）MBR过低的曝气量，长时间不超过1400 m3/h。附着在膜表面的污泥无法通过曝气抖动脱落，长期运行，产生滤饼层。

（2） 超高的污泥浓度，是造成膜组件积泥的又一大因素。

MBR的污泥高于O池的污泥浓度，MBR污泥浓度达到10g/L以上。

4.22  采用的处理措施。

人工清理膜组件滤饼层及化学清洗膜污染：次氯酸钠（浓度1000ppm）浸泡24h、曝气24h+柠檬酸（浓度1%）浸泡24h、曝气24h。

4.2.3  膜组件污染情况

膜组件积泥非常严重。膜片与膜片之间都是滤饼层，膜片已无法产水。对膜组件进行分析，发现膜片上附着一层钙镁离子造成的结垢的物质。

4.2.4膜组件清泥方法：

（1）物理清洗。

将高压水分成多股冲洗水，末端用PVC管连接。既能保证水压，水量适中，易操作。

（2）膜化学清洗情况

洗A、B池一个池子药剂的用量：注入液位3.2m，次氯酸钠3.5吨，柠檬酸8吨。次氯酸钠清洗浓度：1000ppm;清洗用水：新鲜水;浸泡时间：  24h;曝气时间：24h。

现场用次氯酸钠清洗情况：

清洗前后的比较：

结论：

当MBR膜污染结垢严重时，通常为污水特性造成出现滤饼层和无机物结垢，需进行物理清洗和化学清洗才能解决膜污染问题。

参考文献：

[1]赵建伟，丁蕴铮，苏丽敏，等。膜生物反应器及膜污染的研究进展[J]。中国给水排水，2003，19（5）：31～34。

[2]迪莉拜尔？苏力坦，莫 罹，黄 霞。PAC-MBR组合工艺中膜污染及清洗方法的研究[J]。给水排水，2003，29（5）：1～4。

3051500589264