对粉末活性炭-膜生物反应器（pac-mbr）组合工艺处理微污染水源水过程中的膜污染进行了分析，并对膜清洗方法进行了研究。扫描电镜观察表明，由活性炭、活性污泥等相互粘结形成的凝胶层是膜外表面的主要污染物，而膜内表面污染不明显。采用曝气清洗 、超声波清洗、naclo碱洗、hcl酸洗可有效地使污染膜的通透性能最终恢复到95％以上。其中超声波清洗可使膜比通量恢复54％，碱洗可进一步恢复38％。各级洗脱液分子量分布测定结果表明：曝气洗脱液中分子量大于20000的有机物约占70％；而超声波主要去除的是分子量小于4000的有机物；碱洗脱液去除的uv254占化学清洗总量的92％。通过清洗效果分析，有机污染是造成膜污染的主要原因。

[ 正 文 ]

膜分离技术由于其具有设备紧凑、占地面积小、污染物去除率高、出水水质稳定及易于自动控制等优点，近年来在电子、化工、医药、食品、环境等许多行业中得到日益广泛的应用。膜法水处理技术的研究也受到越来越广泛的关注。然而，膜污染始终是制约膜分离技术实际应用的主要因素之一［1］。因此研究膜污染的原因，寻求减少膜污染，快速恢复膜比通量的方法和对策是推广膜分离技术的关键所在。

本文就粉末活性炭-膜生物反应器(pac-mbr)组合工艺处理微污染水源水过程中膜污染机理和清洗方法进行研究。

1　试验装置与方法

1.1　试验工艺流程

本试验所用pac-mbr组合工艺流程见图1。

微滤膜为日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维膜，孔径为0.1 μm，膜丝内径为0.27 mm，外径为0.42 mm，膜面积为0.4 m2，直接置入膜生物反应器中。生物反应器内同时添加一定量的粉末活性炭（粒度100目）。

原水由进水泵打入生物反应器中，经过生物降解与活性炭吸附，在抽吸泵作用下经膜过滤后出水。膜组件采用间歇方式运行，即抽吸15 min，停抽2.5 min，由时间控制器控制。鼓风机通过设置在膜组件底部的穿孔管连续曝气，以提供微生物降解有机物所需的氧量，并在膜表面形成剪切流，减轻污泥在膜表面的沉积。液位控制器根据反应器内液位，控制进水泵，使水位保持恒定。

1.2　试验原水

试验原水采用自配水模拟天然微污染水源水，配水包括腐殖质、耗氧有机物、无机粘土和无机离子等四个主要组分。自配水质见表1，其中 uv254为紫外光在254 nm下的吸光度，采用紫外分光光度计(uv-2401pc日本岛津)测定，比色皿光程长度为1 cm。其他水质指标按标准法测定。

1.3　污染膜的微观特征分析

从污染后的膜组件截取一段污染膜丝，干燥后，喷镀金膜，采用扫描电镜（hitachi，s-570）对污染膜内外表面的微观特征进行了观察。采用场发射扫描电镜（jsm-6310f）fesem-能谱仪eds （ isis eds (oxford)）进一步对膜表面的特征污染物质进行了分析。

2　试验结果与讨论

2.1　膜污染表观特征

利用pac-mbr工艺处理微污染水源水，运行一段时间后污染膜组件的照片见图2a。

由图2a中可以看到，与清洁膜组件（图2b）相比，污染膜组件的膜面上和膜丝间有许多较厚的黑色和深褐色的粘稠状大块污泥，膜丝部分粘在一起；而膜丝下部及中间污泥较少，分析原因是由于反应器运行时膜组件底部的曝气冲刷比较充分的缘故。

将污染后的膜丝进一步用扫描电镜（sem）观察，结果见图3。发现污染膜外表面完全被一层较厚的污染层所覆盖，活性炭、颗粒物、活性污泥等悬浮物质、微生物相互粘连、沉积在膜丝外表面，形成非常致密的凝胶层（见图3a）。凝胶层外附着的微生物较多，包括球菌、杆菌和丝状菌（见图 3b）。从膜丝内表面的sem照片来看，由于膜生物反应器去除了水中大部分有机物，使膜出水中残留的可供微生物滋生的有机物浓度降低，故膜污染不严重（见图3c）。

从图3a的照片来看，污染层上还分布有很多大小不一的白点，估计是无机元素形成的沉积