一、前言

  在固液分离型MBR膜生物反应器处理技术中，膜的功用是截留微生物与SS固体物，使处理过水透过MBR膜生物反应器输送至清水储备池。

表1 　 MBR膜生物反应器处理技术所用膜型式有以下几种：

    吉创公司MBR膜生物反应器处理技术膜材料为无纺布支撑物(nonwoven)上涂上一层微孔性高分子聚合物薄层。微孔性高分子膜膜孔大小约在0.2μm ~0.45μm，无纺布支撑物有助滤作用。高分子无纺布常用作过滤空气之纤维滤材，以除去空气中污染固体粒子。此种纤维滤材的孔隙一般可在1μm~50μm，对于小至0.1μm之空气微粒都能够过滤。无纺布纤维滤材具有大的纤维孔隙却可除去微小粒子，其过滤机制不单只是一般微孔性薄膜筛阻(sieve)分离机制而已。无纺布特殊纤维排列结构，使得进入孔隙内之小粒子，也会被拦截捕捉而具高过滤效能。无纺布材料之过滤机制，除了筛阻机制外，尚包括一般无纺布滤材之惯性碰撞机制、截留、机制、布朗扩散机制。其过滤分离之粒子大小范围相当宽广。此种无纺布过滤之过滤机制可视为深床过滤分离机制。

表2 MBR膜生物反应器使用膜材料

二、无纺布滤材与微孔性膜材的结构及其对过滤机理

 目前MBR膜生物反应器所使用之膜材料是属于微孔性滤材。于探讨无纺布滤材用作MBR膜生物反应器之膜材前，让我们先了解两种滤材之结构，如膜孔结构及粒子与膜孔相对大小与膜材积垢(fouling)之关系。UF或MF等微孔性膜，因为其膜孔大小小于污泥粒子，于膜离生物反应器系统中，其过滤机制是将欲去除之粒子置留于膜材表面上。一般的情况是，粒径大于膜孔孔径之粒子会被去除，粒径小于膜孔孔径者则可能崁入膜孔而造成阻塞而影响到过滤效果。

  无纺布膜材料(或称滤材)是一种多个相连开放性孔隙之多层纤互相重迭网状结构物。当水或废水通过这些滤材，液相中之粒子可被拦截。被拦截之粒子可吸附在无纺布表面上或孔隙内。

  无纺布滤材过滤时，过滤初期粒子会先吸附在纤维表面上，经过一段时间后，在纤维表面上，有许多粒子集结成团粒。最后，大多数粒子则于集结织物网孔间形成多孔性滤饼。在此阶段以后，粒子有可能堆积在无纺布滤材表面而形成表面积垢现象。(1)过滤初期 、(2)过滤中期、 (3)过滤末期，粒子于不同阶段在无纺布滤材上沈积情形 于微孔性膜材，当粒子崁入膜孔时，会形成不可逆积垢，而影响到滤液通过。但是在无纺布滤材过滤时，由于织物间孔隙远大于粒子大小，所以初期过滤时，织物间之纤维表面虽然沉积了粒子，不太会影响到滤液通量。也就是说无纺布滤材，早期之不可逆积垢不会影响到滤液通量。此即表示在无纺布滤材中，纤维网孔中即使网孔中崁入粒子，于过滤操作初期，孔洞内塞阻趋势不大，压降仍维持低值，变化不大。但当网孔空间慢慢被粒子填满时，孔洞内塞阻急速增加，压降变大。而当无纺布表面开始沉积粒子时，滤饼阻力渐出现。而于微孔性膜材，膜孔小，除了极小粒子(如胶体大小之粒子)会被崁入膜孔内以外，大部份的粒子会沉积在膜材表面，而以滤饼阻力为主。从以上分析可知，无论是微孔性膜材或不织布滤材膜材，膜孔大小及孔隙度对于滤液通量有相当大影响作用，但是两种膜材之影响作用是有所不同。于微孔性膜材，膜孔径(dm)小于或远小于粒径(dp)。对粒子而言，膜表面就类似于一面墙，所以滤饼阻因素大。而对于无纺布滤材，通常网孔径大于或远大于粒径。孔洞内塞阻现象比较显著，其对滤液通量之影响，视网孔被阻塞之严重程度而有所不同。

三、膜材的表面改质

原水中之成份所以会影响到滤液通量，主要是来自其与膜材间之作用。此作用大小直接关系到膜材上积垢程度。UF和MF薄膜材料或者不织布滤材之亲疏水性则是影响此作用之关键因素之一。研究结果显示使用亲水性薄膜时，通量降低程度较小。

表3 三种膜材之纯水通量及蛋白质之吸收