膜的物理和化学性质由膜材料决定,膜在混合液中的抗污染能力与该材料有关。有研究表明膜的亲水性对对抗污染能力有非常重要的影响。有机膜材料中有一部分是亲水材料,如pan,大多数是疏水材料,如PVDF、PE、PS等。疏水有机材料在应用时必须进行亲水性改造,由于改造工艺的差异,亲水性的使用过程中流失速度加快。
另外,防止膜污染的能力与膜表面粗糙度、膜表面电荷、膜孔径等有关。一般来说,可以选择亲水性更好的膜材料来改善膜表面的粗糙度,选择混合液电位等膜材料和适当的膜孔直径来改善膜污染防治能力。
无机膜就像陶瓷膜:以氧化铝、碳化硅、氧化钛、氧化锆等为原料,在高温下烧结,通量、强度和化学稳定性比有机膜更方便。
在MBR工艺中,曝气的目的除了给微生物供氧外,上升的气泡和随之而来的扰动水流还可以清洁膜表面,防止泥浆聚集,从而保持膜流速的稳定。同时,气泡和膜纤维碰撞产生的震颤作用在膜纤维之间产生摩擦,阻止有助于加速沉积物的脱落,缓解膜污染。空气曝气过多会减少沉积在膜表面的粒子粒径,使滤网的结构更加紧密,从而增加膜过滤阻力。相反,曝光量太大会减弱扰动,污染会加重,所以要选择适当的曝光量。
根据MBR膜污染的三阶段理论,膜表面的污染形成需要一个过程。首先,污染物在膜表面吸附、沉积、聚集,使用间歇吸入的工作模式旨在通过周期性停止膜过滤。也就是说,由于曝气和水流产生的剪切力,膜表面堆积的泥浆会从膜表面脱落,从而恢复膜的过滤性能。一般吸入时间越长,固体物质在膜表面积累的程度就越大。停止的时间越长,膜表面沉积的泥浆越多,膜过滤性能也能恢复得越多。原则上,应根据膜制造商的建议和实际工程操作,确定符合自身特性的运输和停止交替方式。