句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計(jì)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了ZrOCl2動(dòng)態(tài)膜具有反滲透性能，開(kāi)啟了動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的研究。動(dòng)態(tài)膜結(jié)構(gòu)上可分為兩部分：①分離層。分離層是依附在基膜上具有分離功能的濾餅層，常用分離層有Mg(OH)2、MnO2、TiO2、高嶺土、粉末活性炭等。②載體。載體是用來(lái)承載動(dòng)態(tài)膜的多孔材料，常選擇陶瓷膜管、工業(yè)濾布、普通篩網(wǎng)等無(wú)機(jī)材料及聚烯烴類膜等高分子有機(jī)材料。因陶瓷膜具有耐高溫高壓腐蝕、強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，陶瓷基動(dòng)態(tài)膜研究獲得了廣泛關(guān)注。

　　1、陶瓷基動(dòng)態(tài)膜制備方法及研究進(jìn)展

　　近些年對(duì)陶瓷基動(dòng)態(tài)膜的制備及研究也取得了較大進(jìn)展，如在制備陶瓷基動(dòng)態(tài)膜方面，潘艷秋等在管式陶瓷膜管預(yù)涂高嶺土，制備出油水分離性能良好的動(dòng)態(tài)膜，與基膜直接用于油水分離相比，油水分離穩(wěn)定通量從300～1000L/(m2•h)，該動(dòng)態(tài)膜能減輕基膜污染，楊濤等以高嶺土和水合MnO2溶膠為涂膜材料，在陶瓷膜管外表面涂制雙層復(fù)合動(dòng)態(tài)膜，制備的復(fù)合預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜內(nèi)層疏松，外層密實(shí)，處理乳化油廢水表現(xiàn)出較強(qiáng)的分離性能，處理30min截留率就達(dá)到99%，Chen等以陶瓷膜為載體，用ZrOCl2和H2SO4反應(yīng)得到的物質(zhì)為涂膜材料，制備多種孔徑的動(dòng)態(tài)膜，該動(dòng)態(tài)膜可將BSA(牛血清白蛋白)截留下來(lái)，而葡萄糖可自由通過(guò)動(dòng)態(tài)膜，Mohd等用高嶺土、硅藻土、富勒氏土為涂膜材料制備動(dòng)態(tài)膜，用于處理生活污水，在高嶺土濃度333mg/L、涂膜時(shí)間10min條件下制備的動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾污水，滲透濁度可低至0.2NTU。

　　近些年，動(dòng)態(tài)膜廢水處理系統(tǒng)裝置也在不斷改進(jìn)優(yōu)化，楊濤等發(fā)明一種預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜光催化水處理裝置，使用該裝置預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜簡(jiǎn)單，催化劑回收利用充分，還能有效減緩陶瓷膜污染，降低運(yùn)行費(fèi)用，劉學(xué)文等發(fā)明公開(kāi)一種可用于難生物降解廢水處理的在線化學(xué)氧化動(dòng)態(tài)膜系統(tǒng)。該發(fā)明簡(jiǎn)化了處理工藝，減少了循環(huán)側(cè)污染物的殘余總量，降低了污水處理成本。

　　2、陶瓷基動(dòng)態(tài)膜的影響因素及研究進(jìn)展

　　影響陶瓷基動(dòng)態(tài)膜性能的因素包括動(dòng)態(tài)膜制備過(guò)程和分離過(guò)程的操作條件，其中動(dòng)態(tài)膜制備過(guò)程操作條件包括跨膜壓差、錯(cuò)流速度等，分離過(guò)程的操作條件包括pH值、溫度等。動(dòng)態(tài)膜結(jié)構(gòu)、過(guò)濾性能常用膜滲透通量、出水水質(zhì)(CODCr、色度、濁度)、動(dòng)態(tài)膜質(zhì)量及厚度、污染物去除率等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。確定動(dòng)態(tài)膜制備條件、操作條件對(duì)污水處理效果至關(guān)重要。

　　2.1 陶瓷基動(dòng)態(tài)膜成膜的影響因素

　　影響陶瓷基動(dòng)態(tài)膜制備的因素有跨膜壓差、錯(cuò)流速度等。跨膜壓差是濾液透過(guò)膜孔的推動(dòng)力，其大小直接影響著膜的通量，錯(cuò)流速度的大小決定著沉積在膜表面的顆粒物質(zhì)，一般提高錯(cuò)流速度有利于減輕濃差極化的影響。

　　2.1.1 跨膜壓差對(duì)動(dòng)態(tài)膜制備的影響

　　跨膜壓差影響著成膜的滲透通量，一般情況下，跨膜壓差越大，相同時(shí)間內(nèi)滲透液的體積越多，陶瓷膜過(guò)濾過(guò)程中，總是存在著一個(gè)臨界壓力，在臨界壓力之下，跨膜壓差與通量成正比，在臨界壓力之上，受濃差極化的影響，跨膜壓差對(duì)通量影響不大。

　　李彥等以管式陶瓷膜為基膜、ZrO2為涂膜顆粒，制備動(dòng)態(tài)膜過(guò)程中穩(wěn)定滲透通量隨著壓差的增大出現(xiàn)先變大后減小的變化。在壓差小于0.14MPa時(shí)，增大壓差有利于基膜與動(dòng)態(tài)膜顆粒的緊密結(jié)合，動(dòng)態(tài)膜層更加均勻致密，壓差增大到0.14MPa后，隨著壓差的升高，動(dòng)態(tài)膜層的厚度逐漸增加，分離阻力增大，穩(wěn)定通量減小，動(dòng)態(tài)膜的最適宜制備壓力為0.14MPa。

　　陳銀平以管式陶瓷膜為基膜、高嶺土為涂膜材料制備動(dòng)態(tài)膜并用于油水分離，在流量100L/h、涂膜液溫度25℃、涂膜料液濃度0.5g/L、涂膜時(shí)間25min條件下制備動(dòng)態(tài)膜，隨跨膜壓差由0.02MPa增大至0.2MPa，動(dòng)態(tài)膜質(zhì)量由0.02g增至1.09g及厚度由8.98μm增至490μm。這是由于隨著涂膜壓力的增大，滲透通量增大，顆粒沉積粒徑變大，動(dòng)態(tài)膜膜層厚度增大。

　　在動(dòng)態(tài)膜制備過(guò)程中確定臨界壓力至關(guān)重要，不同體系臨界壓力的數(shù)值也會(huì)有所不同，一旦確定了臨界壓力，制備壓力選擇其附近，這樣可避免因壓力過(guò)小、動(dòng)態(tài)膜涂膜不均勻有缺陷且動(dòng)態(tài)膜層厚度太小，易造成基膜污染，壓力過(guò)大將進(jìn)入膜孔的細(xì)小顆粒壓實(shí)，影響動(dòng)態(tài)膜滲透通量。

　　2.1.2 錯(cuò)流速度對(duì)動(dòng)態(tài)膜制備的影響

　　錯(cuò)流速度也是影響動(dòng)態(tài)膜成膜的一個(gè)重要因素，一般來(lái)說(shuō)，制備動(dòng)態(tài)膜時(shí)的錯(cuò)流速度越大，在載體表面沉積的顆粒的粒徑越小，制備過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間越短，動(dòng)態(tài)膜的性能較好，但有研究者發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)流速度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致成膜不均勻且容易被沖刷掉。

　　李俊等以陶瓷膜管為載體，高嶺土為涂膜材料，在跨膜壓差0.2MPa，涂膜液高嶺土懸浮液濃度0.3g/L的條件下考察了0.5，1.0，1.5，2.0m/s4個(gè)錯(cuò)流速度對(duì)動(dòng)態(tài)膜成膜的影響，通過(guò)掃描電鏡觀察成膜的表面形貌，在1.0，1.5，2.0m/s的錯(cuò)流速度下預(yù)涂的動(dòng)態(tài)膜膜面不均勻且有缺陷，0.5m/s下涂制的膜面均勻且無(wú)缺陷，

　在上述兩個(gè)例子中，李俊以高嶺土為涂膜材料制備動(dòng)態(tài)膜，高嶺土數(shù)目平均粒徑為0.13μm，制備的懸浮液濃度為0.3g/L，王婷婷以TiO2為涂膜材料，選用的TiO2顆粒平均粒徑為1.68μm，制備的懸浮液濃度為0.5g/L。兩種涂膜顆粒粒徑相差甚多，因此要想涂膜均勻穩(wěn)定，TiO2動(dòng)態(tài)膜錯(cuò)流速度相差也大。

　　因此，確定最適宜錯(cuò)流速度要綜合滲透通量和成膜膜層狀態(tài)(均勻、牢固程度)兩者考慮。錯(cuò)流速度過(guò)小，產(chǎn)生的剪切力較小，會(huì)造成更嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)膜堵塞現(xiàn)象，錯(cuò)流速度過(guò)大，涂膜不均勻且容易沖刷掉。對(duì)該因素研究的主要目的是降低濃度差極化、降低操作成本、提高動(dòng)態(tài)膜穩(wěn)定滲透通量。

　　句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計(jì)2.2 陶瓷基動(dòng)態(tài)膜操作條件的影響

　　陶瓷基動(dòng)態(tài)膜的操作條件對(duì)污水處理效果影響頗深，如操作溫度、pH值等，pH值對(duì)處理效果的影響與涂膜液、污水的性質(zhì)有關(guān)，溫度影響著溶液的黏度和傳質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)，從而影響動(dòng)態(tài)膜的穩(wěn)定滲透通量。

　　2.2.1 pH影響

　　pH值對(duì)動(dòng)態(tài)膜污水處理效果有較大影響，在不同pH下，動(dòng)態(tài)膜因所帶電荷的不同會(huì)表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。許多無(wú)機(jī)膜如Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2都帶有電荷，且受溶液pH值影響。對(duì)于一些金屬氧化物的水合物和氫氧化物而言，pH越高動(dòng)態(tài)膜更為穩(wěn)定。

　　王婷婷應(yīng)用TiO2動(dòng)態(tài)膜處理含油乳化污水，考察了動(dòng)態(tài)膜在不同pH值水溶液中的穩(wěn)定滲透通量和pH值對(duì)動(dòng)態(tài)膜處理含油乳化液的影響兩部分。動(dòng)態(tài)膜穩(wěn)定滲透通量隨不同pH值純水的影響見(jiàn)圖4，可知?jiǎng)討B(tài)膜穩(wěn)定滲透通量隨著水溶液pH值的增大而下降，這是由于pH值增大，涂膜液TiO2的ξ電勢(shì)增大，顆粒間的排斥能增大，顆粒更加分散。