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膜污染的發(fā)展通常可分為3階段(也有2階段說法)：
(1)初始污染：發(fā)生在膜系統(tǒng)投入運(yùn)行的初期，膜面與混合液中的膠體、有機(jī)物等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，污染方式有粘附、電荷作用、膜孔堵塞等。錯(cuò)流過濾的條件下，細(xì)小的生物絮體或胞外聚合物依舊能夠依附在膜表面上，而小于膜孔徑的物質(zhì)會(huì)在膜孔中吸附，通過濃縮、結(jié)晶沉淀和生長(zhǎng)繁殖的作用造成膜污染。
(2)緩慢污染：初期膜表面光滑，大顆粒物質(zhì)不容易附著，主要由EPS、SMP、生物膠體等黏性物質(zhì)通過吸附橋架、網(wǎng)捕等作用吸附在膜表面形成凝膠層，造成膜過濾阻力的緩慢上升，對(duì)混合液中的污染物的截留性能會(huì)有增強(qiáng)。凝膠層的污染是不可避免的，帶來的影響是膜阻力的緩慢上升。在恒流操作中表現(xiàn)為TMP的緩慢上升，在恒壓模式中表現(xiàn)為通量的緩慢衰減。
(3)快速污染：第2階段形成的凝膠層在持續(xù)的過濾壓差和透水流的作用下，隨著污染物的沉積逐漸密實(shí)，導(dǎo)致膜污染從量變到質(zhì)變，混合液中的絮體迅速在膜表面聚集并形成污泥濾餅，跨膜壓差快速升。
凝膠層的污染是不可避免的，帶來的影響是膜阻力的緩慢上升。在恒流操作中表現(xiàn)為TMP的緩慢上升，在恒壓模式中表現(xiàn)為通量的緩慢衰減。一旦大量的污泥絮體在膜面沉積而形成的泥餅層，系統(tǒng)基本是無法正常運(yùn)行的。MBR運(yùn)維過程的主要注意事項(xiàng)就是延緩凝膠層污染(保持好的水力條件，原位清洗，控制膜污染發(fā)展速率，延長(zhǎng)緩慢污染的運(yùn)行時(shí)間)，控制泥餅層污染(快速污染)。
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生物載體掛膜過程中的作用力直接促成了微生物與載體表面的直接作用，在整個(gè)生物膜形成過程中起著至關(guān)重要的作用。生物載體在掛膜過程的作用力較為復(fù)雜，這里詳細(xì)分析與生物載體表面理化特性有關(guān)的物理力，如范德華力、靜電作用力、表面張力、水動(dòng)力外，還有湍流擴(kuò)散力、表面剪切力、載體運(yùn)動(dòng)引起的力等。華南理工大學(xué)江帆通過對(duì)不同載體掛膜實(shí)驗(yàn)得出：GPUC載體表面含有-OH、酰胺基等親水性基團(tuán)，而大部分微生物本身具有良好的親水性，載體表面與微生物表面能夠形成氫鍵結(jié)構(gòu)；同時(shí)親水性載體表面自由能低于疏水性載體的表面自由能，水中的微生物更容易接近親水性載體表面吸附生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中對(duì)GPUC載體與普通多孔載體進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示GPUC載體的掛膜量及掛膜生物活性均大于普通多孔載體。 水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內(nèi)微生物可大量生長(zhǎng)繁殖。每一種微生物都有一個(gè)適生長(zhǎng)溫度，在一定溫度范圍內(nèi)大多數(shù)微生物的新陳代謝活動(dòng)都會(huì)隨著溫度的升高而增強(qiáng)，隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對(duì)硝化菌的生長(zhǎng)和硝化速率有較大的影響。大多數(shù)硝化菌合適的生長(zhǎng)溫度是25—30℃之間，當(dāng)溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長(zhǎng)減慢，10℃以下硝化菌的生長(zhǎng)及硝化作用顯著減慢。
活性污泥培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)就是在一段時(shí)間內(nèi)，通過一定的手段，使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物，其培養(yǎng)方式主要有連續(xù)式和間歇式。連續(xù)式培養(yǎng)連續(xù)式培養(yǎng)是指在連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的情況下進(jìn)行的活性污泥培養(yǎng)方式。選擇該種培養(yǎng)方式的條件是要有足夠的進(jìn)水，即日進(jìn)水量至少可以滿足一臺(tái)進(jìn)水泵24小時(shí)的水量，連續(xù)式培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)是培養(yǎng)時(shí)間短，微生物所需馴化時(shí)間短。工藝的核心是選擇性地富集AOB，先抑制再限制后沖洗出NOB，使得AOB具有較高的數(shù)量而淘汰NOB，從而維持穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累。短程硝化過程通常由控制溫度、溶解氧、pH來實(shí)現(xiàn)。溫度控制短程硝化的基礎(chǔ)在于兩類硝化細(xì)菌對(duì)溫度的敏感性不同，25℃以上時(shí)，AOB的大比生長(zhǎng)速率大于NOB的大比生長(zhǎng)速率。
