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膜生物反應器法處理城市汙水和工業有機汙水，由於其高效、節能、無相變、無二次汙染、產出水水質好、佔地少、自動化程度高等特點，在汙水處理與資源化工程中得到了廣泛的應用，並顯示了廣闊的發展前景。膜生物反應器法處理城市汙水和工業有機汙水，投資2000 元～4000 元/噸水，運行費用低於1.50 元/噸水。環境效益和經濟效益都是十分顯著的。本文內容節選至《膜生物反應器法汙水處理工程技術規範》！
1、MBR影響因素的控制
膜生物反應器工藝中，膜分離的操作條件類似於傳統膜分離，主要控制因素有進水水質、膜面流速、溫度、操作壓力、pH 值、MLSS 等。
1）溫度
膜生物反應器系統宜在 15℃～35℃下運行。通常，溫度上升，膜通量增大，這主要是因為溫度升高後降低了活性汙泥混合液的粘度，從而降低了滲透阻力。
2）操作壓力
在控制活性汙泥混合液特性基本不變的情況下，膜通量隨著壓力的增加而增加；但當壓力達到一定值，即濃差極化使膜表面溶質濃度達到極限濃度時，繼續增大壓力幾乎不能提高膜通量，反而使膜汙堵加劇。浸沒式 MBR 的跨膜壓差不宜超過 0.05MPa。
3） 溶解氧
溶解氧是影響有機物去除效果的重要因素。特別是在以除磷脫氮為目的的情況下， 溶解氧的濃度控制顯得尤為重要。在不同的膜生物反應器工藝類型中，混合液以各種形式在生物反應池內形成好氧、缺氧及厭氧段。反應池各段 DO 的控制範圍為：厭氧段在 0.2mg/L 以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L 之間，好氧段溶解氧濃度宜不小於 2mg/L。
4） 膜面流速
膜面流速與壓力對膜通量的影響是相互關聯的。壓力較低時膜面流速對膜通量影響不大，壓力較高時膜面流速對膜通量影響很大。隨著膜面流速的增加，膜通量也增加，尤其是當壓力比較高的時候。這是因為膜面流速的提高一方面可以增加水流的剪切力，減少汙染物在膜表面的沉積；另一方面流速增大可以提高對流傳質係數，減少邊界層的厚度，減小濃差極化的影響。另外，膜面流速對膜面沉積層的影響程度還與料液中汙泥濃度有關，在汙泥濃度較低時，膜滲透速率與膜面流速呈線性增加。但當汙泥濃度較高時，膜面流速增加到一定的數值後，對沉積層的影響減弱，膜通量增加的速度減小。對於外置式 MBR，運行條件儘可能控制在低壓、高流速，膜面流速宜保持在 3m/s～5m/s。這樣做不僅有利於保持較高的水通量，而且有利於膜的保養和維護，減少膜的清洗和更換。
5） MLSS
浸沒式 MBR 好氧區（池）汙泥濃度宜控制在 3000mg/L～20000mg/L。一般來說，在一定的膜面流速下，當料液中汙泥濃度增加時，由於汙泥濃度過高，汙泥易在膜表面沉積形成厚的汙泥層，導致過濾阻力增加，使膜通量下降。但是，料液中汙泥濃度也不能太低，否則汙染物質降解速率低，同時活性汙泥對溶解性有機物的吸附和降解能力減弱，使得混合液上清液中溶解性有機物濃度增加，易被膜表面吸附，導致過濾阻力增加，膜通量下降。因此，應當維持料液中適中的汙泥濃度，過高或過低都會使水通量減小。
6） pH 值
膜生物反應池進水 pH 值宜為 6～9。
2、MBR生化過程控制
進水水溫低於 8℃時，活性汙泥的活性受到一定的影響，此時要適當降低出水量，保證汙水中有機物在反應池內得到充分的降解，從而確保出水水質。減緩膜堵塞。
在氣溫發生突變的季節中尤其要注意觀察出水水質，如出水水質有突變時，要減少適當出水量、增加曝氣時間。
正常運行時，應極力避免對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應池中。防止設備中微生物的正常生物機理受到破壞，導致出水惡化。
當汙水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質時，膜生物反應池會出現大量泡沫，此時可採取噴水的方法解決，但不要向反應池內加入含有油性物質的消泡劑來去除泡沫。也不可使用矽膠系列消泡劑。矽膠系列消泡劑被吸附到膜表面，會加快膜間差壓的上升，使膜堵塞。此時，即使用藥液清洗也很難恢復壓差，需要更換膜。
MBR法工藝系統應定期排放一定量的剩餘汙泥。排泥量可根據汙泥沉降比、混合液汙泥濃度、活性汙泥的有機負荷或汙泥齡來確定。
3、MBR膜汙染與清洗的控制
膜汙染是汙水中的懸浮顆粒、膠體等在膜表面沉積，造成膜孔堵塞的現象。膜一旦與料液接觸， 汙染即開始，由於溶質與膜之間相互作用產生吸附，開始改變膜特性。對於微濾膜，這一影響不十分明顯，以溶質粒子的聚集與堵孔為主；而對於超濾，如膜材料選擇不當，影響相當大，與初始純水通量相比，可降低 20%～40%。尤其在低流速、高溶質濃度情況下，溶質在膜表面達到或超過飽和溶解度時，便有凝膠層形成，導致膜的透過量不依賴於所加壓力，引起膜透過量的急劇降低，因此在此種狀態下運行的膜，使用後必須清洗，以恢復其性能。
控制膜汙染的措施有：
1） 對膜生物反應池系統進水進行預處理，去除其中的粗大顆粒；
2） 選擇合適的操作壓力；
3） 縮短出水泵抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利於減緩膜汙染。
對膜進行空氣清洗可以除去表面雜質，孔中的雜質可用水反洗將其排出。水反洗是用過濾水從反洗罐中泵到抽水管中，根據膜種類的不同，一般每 10 分鐘～24 小時反洗一次。
當水反洗無效果時，為了保持膜的良好性能，有必要使用化學清洗方法去除汙染物。膜的化學清洗依據汙染物的具體情況有所不同，使用的清洗藥劑也不一樣。化學清洗時，選擇化學藥品的原則一是不能與膜及其他組件材質發生任何化學反應，二是不能因為使用化學藥品而引起二次汙染。
膜清洗常用清洗劑的類別和性能如下表：
表 清洗劑的種類和性能
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