膜生物反应器（四）

3.4.16 什么是膜的物理清洗？ 

物理清洗主要是去除膜表面的滤饼层，有空气的表面擦洗和水的反冲洗两种物理清洗形式。膜组件停止出水时，空曝气产生的沿膜表面的水流剪力，使膜表面的截留物脱落，膜通量能够得以部分恢复。反冲洗可以去除膜表面和部分膜孔道的可逆性污染，反冲洗的关键是控制反冲洗的强度和反冲洗的历时，以防止膜的机械损伤和产出水的消耗。膜的超声波清洗也在研究中。 

3.4.17 如何进行膜的化学清洗？ 

由于大量的有机污染物附着在膜表面，其黏性较大，常规物理清洗效果较差时，还需定期进行化学清洗。主要的化学清洗药剂有盐酸、氢氧化钠、双氧水、次氯酸钠、甲醛、柠檬酸和草酸等。对于不同材料的膜，要慎重选择化学药剂，防止化学清洗剂对膜的损伤。 氢氧化钠对以有机物为主的膜污染有显著的恢复作用，碱洗后再酸洗，膜通量可以迅速上升。无机物在膜表面上的吸附速度大于有机物，无机物首先沉积到膜表面，沉积层外侧为有机物质。如果先 使用酸洗，附着在膜表面上的有机物质不能被酸溶解，而碱液对有机物质有一定的溶解作用，当其溶解了膜表面的有机物质后，沉积在膜表面的无机物质暴露出来，有利于其后的酸洗，从而使膜通量得到有效的恢复。如果再经过柠檬酸清洗，膜通量可以得到更好的恢复。 双氧水和次氯酸钠不仅可以溶解膜表面的有机物，还可以有效地清除微生物的污染，使膜通量的恢复率更高。对蛋白质污染严重的膜，可用含0.5%蛋白酶的氢氧化钠溶液清洗，效果较佳。 

3.4.18 什么是膜生物反应器中膜组件的通量？ 

膜生物反应器中膜组件的通量一般包括：临界通量、运行通量和比通量。运行通量是指膜生物反应器工作时，单位时间透过单位膜面积的水量，单位是m³/（m²·s）。临界通量是指恒定的运行通量低于此值运行时，污染物质不会在膜表面快速附着聚集，操作压力保持稳定，没有显著的膜污染产生；而当控制运行通量高于此值运行时，跨膜压差就会急剧上升，发生膜的快速污染。比通量是指膜生物反应器工作时，单位时间、单位过膜压力下透过单位膜面积的水量，单位是m³/（m²·s·Pa）。 

3.4.19 如何进行膜的亲水性处理？ 

以聚丙烯为材料制成的微孔膜，力学性能优良，化学性能稳定。但由于聚丙烯膜的表面能低，疏水性强，不容易被水润湿，膜通量较小。而且膜表面容易吸附疏水或两性溶质，造成膜的污染，清洗后仍不能有效恢复原有性能。 因此，应在不改变聚丙烯本体性质的前提下，进行膜的亲水性处理，提高膜的临界通量，增强膜的抗污染能力。乙醇或某些表面活性剂的浸泡是一种亲水性处理方法，但这样获得的亲水性持久性较差，小分子很快将解吸，导致亲水性消失。引发接枝、臭氧处理、辐射处理、低温等离子体等亲水性处理的方法，可较长久地提高聚丙烯表面的亲水性。 

3.4.20 如何确定膜生物反应器的容积和所需的膜面积？

膜生物反应器的膜面积由下式确定：A=Q/J

式中 A——膜面积，m²； Q——处理水量，m³/d； J——膜通量，m³/（m²·d）。 

根据污泥负荷与膜面积可确定反应器的容积：V=QS₀/（NX）

式中 V——反应器容积，m³； Q——处理水量，m³/d； S₀——进水BOD浓度，mg/L； N——污泥负荷，kg（BOD）/［kg（MLSS）·d］； X——污泥浓度，mg/L。 

对于膜生物反应器容积的计算，单位时间生物处理的水量应当与单位时间膜的透过水量相等。即可得到：V=AJS₀/（NX）

表达反应器的容积与膜面积、膜通量、污泥负荷、污泥浓度和进水BOD浓度之间的相互关系。 对于一体式MBR，污泥负荷一般可取0.2～0.4kg（BOD）/［kg（MLSS）·d］，污泥浓度取3～ 8g/L，膜通量可根据所选的膜组件确定。 

停留时间t=V/Q

式中 t——停留时间，d； V——反应器容积，m³； Q——处理水量，m³/d。