膜生物反应器（MBR）技术因其高效的污染物去除能力，已成为污水处理领域的重要技术方向。其中，移动床生物膜反应器（MBBR）与管式膜的组合工艺（气提式管式膜MBR）通过引入曝气尾气强化膜污染控制，在生活污水处理中展现出独特优势。本文基于最新研究进展，解析曝气对系统运行效能及膜污染的影响机制。
一、工艺原理与技术特点
MBBR通过悬浮填料为微生物提供附着生长载体，形成生物膜系统；管式膜则作为外置分离单元，实现泥水高效分离。该组合工艺的创新性在于利用MBBR曝气尾气在管式膜内形成气液两相流，通过气泡扰动抑制膜表面污染物沉积。实验数据显示，该系统COD去除率可达90%以上，氨氮去除率超过95%，且膜污染周期较传统工艺延长2-3倍。
二、曝气对系统运行的影响机制
污染物去除效能提升
曝气量的增加显著促进了MBBR内污染物与生物膜的传质效率。研究表明，当曝气量从50L/h增至150L/h时，MBBR内生物量增长34%，填料表面生物膜更致密，对有机物的吸附与降解能力增强。同时，膜组件内形成的“活塞流”流态（气含率0.33-0.60）通过高频气泡清洗，使膜通量衰减率降低60%。
膜污染控制机理
曝气尾气通过两方面抑制膜污染：一是气泡剪切力剥离膜表面滤饼层，减少浓差极化；二是提高膜内气液流速（0.14m/s），降低污染物在膜孔吸附概率。实验发现，曝气量150L/h时，膜污染速率由1.54kPa·h⁻¹降至0.21kPa·h⁻¹，临界通量提高至70-80L/(m²·h)。
三、曝气对污泥特性与膜污染阻力的影响
污泥粒径与EPS变化
高曝气量（150L/h）导致污泥粒径从84.48μm减小至42.34μm，破碎释放的胞外聚合物（EPS）中蛋白质（PN）占比从0.24升至0.38。尽管EPS总量减少，但膜表面PN累积加剧了不可逆污染（阻力占比69.6%）。
膜污染阻力构成
膜污染以不可逆阻力为主（54.6%-69.6%），滤饼阻力仅占25.1%-40.1%。曝气虽能通过气泡剥离减少滤饼层，但污泥破碎释放的蛋白质易在膜孔吸附，导致不可逆污染加重。
四、工艺优化方向
曝气量精准控制
需平衡污染物去除与膜污染的关系。实验表明，曝气量100L/h时系统综合效益最佳，既能维持较高生物活性，又避免过度破碎污泥。
膜材料改性
开发抗蛋白污染的PVDF复合膜，或通过表面亲水化处理减少PN吸附。
运行参数协同
结合间歇曝气模式与化学清洗周期优化，进一步延长膜寿命。
结语
曝气对MBBR联合管式膜工艺的影响具有双重性：既能提升污染物去除效能、延长膜污染周期，也可能因污泥破碎加剧不可逆污染。未来需通过智能化曝气控制与膜材料创新，推动该技术在生活污水处理中的规模化应用。
