接種后，開始進行膜過濾。將膜出水再循環回生物反應器，以確保沒有細菌從系統中丟失。在采樣前分配了幾個生物反應器HRT以確保達到穩定狀態?；谏锓磻鲀热菸锖湍B透物的協調抓取樣品計算污染物LRV。因此，報告的LRV代表整個膜過濾系統的去除能力（例如從混合液到膜滲透物）。

在采樣的同時進行壓力衰減測試，并記錄了在線采樣時的滲透物濁度。

階段2

在階段2中，生物反應器將未經篩分的市政污水作為中試原料連續運行。該測試的目標生物是全部本地菌群和糞便大腸菌、大腸桿菌和噬菌體。這些細菌生長在自然界的污水中，不需要接種。

根據篩選后的原污水、生物反應器內容物和膜滲透物的抽取整合樣本來計算污染物LRV。計算了膜過濾系統的LRV（混合液至膜滲透物）和整個MBR（流入污水至膜滲透物）。

全面監測

滲透量通過微生物（總大腸菌群、大腸桿菌、糞大腸菌群）和濁度來量化。在膜過濾后和消毒前立即收集所選單元的樣品。選擇了十組MBR單元進行滲透量評估。

結果和分析

生物反應器固體對污染物LRV的影響

第一階段的測試清楚地表明了混合液生物反應器固體對污染物LRV的重要性。在階段1c（MBR模式）中，污染物LRV始終高于純凈水或帶微球的純凈水（階段1a和1b）。當膜被故意損壞時尤其如此。諸如針孔之類的較小損壞在1c階段對LRV的影響可忽略不計，但在1a和1b階段則對LRV產生了重大影響（見圖1）。要觀察MBR操作中對污染物LRV的顯著影響，需要大量的膜損傷，例如多條纖維切割。假設污染物會吸附到混合液中更大的絮體上，該絮體對完整和損壞的膜都具有很高的排斥性。此外，在膜表面可能存在大量的動態過濾層，無論膜破裂與否，都能提供一定程度的過濾。

評估膜壓力衰減和滲透物濁度以監測和驗證污染物LRV

確定了兩種監測和驗證污染物LRV的潛在方法：

A) USEPA膜過濾指南手冊中概述的壓力衰減測試。

B) 在線監測膜滲透物濁度。

通過壓力衰減測試計算污染物LRV確定的幾個關注點。包括：

（1）基于飲用水應用的壓力衰減LRV模型，并且未考慮MBR應用中污染物吸附到混合液基質上的情況。

（2）壓力衰減LRV模型不考慮在膜表面上產生的動態過濾層。對于飲用水應用，這個問題是公認的，而對于MBR應用來說這個問題可能會更加嚴重，因為在MBR應用中，混合液體基質可以形成比飲用水應用過程中更為有效的過濾層。

（3）LRV模型需要使用體積濃度系數（VCF），該系數說明了與飲用水相比，膜周圍固體濃度的增加程度。該因素不能解釋MBR生物反應器中發生的生物量增長或與批處理污泥消耗相關的VCF降低。

（4）壓力衰減監測是間歇性的，不能提供連續監測。定期進行壓力衰減監測會增加膜過濾的停機時間和系統成本。

圖1   采用ZW10模塊下針孔和纖維斷裂對MS2 LRV的影響

壓力衰減測試的實驗評估

在第一階段進行了壓力衰減測試，根據USEPA膜過濾指導手冊計算中的概述估算了污染物LRV。假設VCF為200進行計算。預測的LRV值基于典型泡點壓力（小于0.3 bar）下的壓力衰減率，理論上只能檢測到6微米的裂口，比目標污染物尺寸更大，特別是病毒。要檢測病毒尺寸級別的破壞，將需要超過70 bar的不切實際的測試壓力。

使用MBR操作（階段1c），圖2中顯示了觀察到的枯草桿菌LRV與通過壓力衰減測試預測的典型比較。測得的LRV明顯大于預測的LRV。對于完整的膜，預測的LRV為3.5 log，而觀察到的LRV> 5 log。對于受損的膜，預測值與觀察值之間的差異要大得多。較小的膜損傷對測得的LRV影響很小，但對預測的LRV影響很大。預測的LRV有時為負值，這是因為膜損壞的高壓衰減率較高（圖2中顯示為零的預測LRV）。

基于對當前壓力衰減LRV計算方法的關注，以及實驗結果表明預測的LRV和觀察到的LRV之間幾乎沒有相關性，由此得出結論，壓力衰減測試不適用于MBR操作中監測和驗證污染物LRV的情況。

圖2 混合液中枯草桿菌的LRV計算值和LRV測量值的比較

在線濁度監測的實驗評估

在線檢測滲透濁度相比壓力衰減測試具有許多實際優勢，并且多年來一直被認為是MBR性能監測的一種手段。對于來自MBR的再生水，加利福尼亞州第22條法規要求在95％的時間內在線滲透濁度低于0.2 NTU，最大值不超過0.5 NTU。

在具有乳膠微球的1b階段中，最緊密地評估了受嚴重破壞的膜對濁度的響應，以及相關的污染物LRV。MS2大腸桿菌噬菌體的典型反應結果如圖3所示。膜孔對滲透物濁度和MS2大腸桿菌噬菌體LRV的影響可忽略不計。但是，短纖維可能不會塞入微球基質中，導致LRV大大降低。滲透物濁度對膜損傷的響應非常迅速，遠遠超過了0.2 NTU（滲透物濁度的正?？山邮艿墓ぷ鏖撝担ㄗ⒁猓瑔胃汤w維的效果被放大，因為在 ZW10模塊中，單根短纖維在纖維膜中占很高的百分比）。

在階段1c中，觀察到了類似的膜滲透濁度對纖維切割的反應，盡管即使在多條切割纖維之后，污染物LRV也沒有顯著降低（因為污染物吸附到混合液固體上，如之前討論過動態過濾）。結論是，濁度對檢測膜損壞具有足夠的響應能力，這將導致污染物LRV顯著下降，濁度閾值為0.2 NTU似乎適合驗證污染物LRV。

編輯：徐冰冰