膜生物反应器（MBR）技术凭借其高效的固液分离能力和稳定的出水水质，已在污水处理领域得到广泛应用。相比传统活性污泥法，MBR 以膜组件取代二沉池，不仅显著降低悬浮物（SS），还实现了高浓度污泥的运行，简化了操作流程。然而，膜污染问题始终是制约其稳定运行和推广的关键因素。操作人员应如何快速识别污染成因并采取精准措施，以有效延长清洗周期？

一、膜污染的概念与形成机制

膜污染主要指污泥混合液中的各类物质在膜表面或膜孔内部吸附、沉积，导致膜孔堵塞或孔隙率下降，进而引发膜通量下降和过滤压力上升的现象。在过滤过程中，水及小分子物质穿膜而过，而被截留的大分子有机物、胶体、微生物等则逐步积累，造成污染。其直接表现为运行通量的持续衰减或跨膜压差（TMP）的上升。

活性污泥混合液成分复杂，包括营养基质、菌胶团、微生物细胞及其代谢产物（如EPS和SMP）等，这些物质共同参与了膜污染的形成。

膜污染过程通常可分为三个阶段：

初始污染：系统投运初期，胶体、有机物等与膜面发生吸附或孔内堵塞，在错流过滤中尤其明显；

缓慢污染：膜表面逐渐形成以EPS、SMP为主的凝胶层，使过滤阻力缓慢上升，该阶段污染在一定程度上可增强截留效果；

快速污染：凝胶层不断压实，最终引起污泥絮体快速堆积，形成泥饼层，系统压差急剧升高，运行难以维持。

二、膜污染的类型

按成分分类：

有机污染：主要来自多糖、蛋白质、腐殖酸及微生物残体，其中SMP和EPS虽在混合液中占比低，却是膜污染的主要贡献者；

无机污染：多由钙、镁、铁等金属盐类结晶或沉积引起，如碳酸钙、硫酸钙等结垢现象常见。

按污染性质分类：

可逆污染：可通过水力清洗（如反冲洗、曝气抖动）去除；

不可逆污染：需依赖化学清洗（酸、碱、氧化剂等）进行清除；

不可恢复污染：任何清洗手段均无法消除，常需更换膜组件。

按污染位置分类：

内部污染：污染物进入膜孔内吸附或结晶；

外部污染：污染物在膜表面聚集形成滤饼层或凝胶层。

三、影响膜污染的关键因素

污泥混合液特性：

EPS与SMP：代谢产物中对膜污染影响最为显著，需保持在适宜浓度以平衡污泥絮体稳定性和膜通量；

MLSS浓度：过高将导致混合液粘度上升、氧气传质效率下降，加剧污染；

污泥亲疏水性及颗粒大小：疏水性高、颗粒尺寸小（如2μm左右）易引发严重污染；

SVI指数：反映污泥沉降性能，间接指示胶体和非沉降性有机物的含量。

运行操作条件：

SRT与HRT：污泥停留时间过长将导致浓度过高，水力停留时间短则促进微生物增殖，均可能加重污染；

温度与pH：低温加重可逆污染，高温加速不可逆污染；pH超出6–9范围会影响硝化菌活性；

溶解氧（DO）：低于1 mg/L时会引发污泥解体和SMP上升；

膜通量与曝气强度：高通量加剧污染，适量曝气可提供剪切力减缓沉积，但过度曝气反而使污染层更致密。

膜材料与组件结构：

膜孔径：小孔径易形成表面污染，大孔径易发生内部堵塞；

膜材质：如PVDF抗污染性能通常优于PS和纤维素膜；

表面特性：亲水性膜通常抗污染能力更强，表面粗糙度则具双向影响。

四、膜污染控制策略

优化膜材料选择：

优先选用亲水性强、表面特性良好的膜材料，如经改性的PVDF膜或陶瓷膜，以提升抗污染性和化学稳定性。

调控混合液性质：

将污泥浓度控制在合理范围内，加强进水预处理（如细格栅除毛发、沉砂除颗粒、气浮除油），避免特征污染物（如油类、PAM、高硬度水质）的影响。

运行条件优化：

采用次临界通量运行，将实际通量控制在临界通量50%左右；

合理设置曝气强度，兼顾氧气供应与膜面清洗需求；

实施间歇抽吸模式，利用停抽阶段使污染层脱落，恢复膜性能；

定期进行维护性化学清洗，结合水力反洗延缓不可逆污染。

综上所述，MBR系统需从膜材料选型、混合液调控与运行管理三方面综合施策，才能有效延缓膜污染、提升运行稳定性和经济性。