生物型膜污染在膜法水分离技术过程长期存在且不可避免,直接影响膜分离效能与膜材料使用寿命。由于生物型污染过程的复杂性,目前国内研究存在着对微生物在膜表面的吸附过程研究较少、影响生物污染发展的关键因素不明确、化学清洗方法对膜性能的影响的认识不足等问题。本论文以聚偏氟乙烯微滤膜为研究对象,对典型细菌与膜表面的界面作用能分析,识别了影响细菌在膜表面吸附的关键因素;分析长期过滤下膜通量、阻力和膜表面生物膜之间的内在关联,确定了不同因素对生物污染发展的影响,并明确了生物污染中界面能变化对细菌吸附的影响;通过对生物污染和化学清洗后膜性质的分析,研究了微滤膜的长期运行性能。研究了细菌在微滤膜界面的沉积和吸附行为。通过研究细菌沉积导致的膜通量和阻力的变化,识别了错流过滤中细菌在微滤膜表面沉积污染的模型。通过XDLVO理论对细菌颗粒与微滤膜的界面作用能计算以及静态吸附实验验证,确定了不同因素对细菌吸附的影响。结果表明:错流过滤开始时细菌污染符合中间孔堵模型,随后符合滤饼过滤模型,操作压力和细菌浓度是主要影响因素;共存有机物会影响细菌吸附,如蛋白类污染后的微滤膜的膜-细菌界面能由11800 KT下降至-1953 KT,显著加快了细菌吸附;此外,温度、离子强度也对吸附过程有一定影响。研究了不同条件下膜界面生物污染的发展规律及其对膜过滤性能影响。分析了不同条件下膜表面生物质质量与污染阻力的变化;分析了生物膜对污染物的截留作用,并对污染膜界面与细菌间的界面能进行了计算分析。结果表明:环境温度与营养物质是决定微生物生长的关键,最终生物膜的质量主要取决于进料液营养物质浓度。生物膜质量与可逆污染阻力及不可逆污染阻力间存在显著相关性。生物膜能够有效截留可生化性较强的污染物成分,但对难降解污染物的截留作用有限。随着生物膜的逐渐成熟,细菌与膜间的界面能显著减小,在16h污染后界面能下降至-8100KT,表明生物污染发展过程中细菌吸附能力不断增强。研究了长期污染膜物理清洗及NaClO、NaOH化学清洗对膜通量和分离性能的恢复效果,并对微滤膜与铜绿假单胞菌的界面能进行分析。结果表明:长期的生物污染会导致膜孔的严重堵塞及表面性质的变化。化学清洗能有效缓解污染,但清洗后膜与细菌间界面能显著降低,经次氯酸钠清洗后的微滤膜细菌吸附量达到了初始微滤膜吸附量的200倍左右,显著加剧了细菌的吸附。