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动态膜过滤的特性：结构、运转装置以及成本分析摘要 动态细胞膜科技呈现了一种有前途的替代传统膜生物反应系统的方式，它拥有灵活的优点，以及同等情况下便宜的材料，便于反冲洗，良好的防污特性等等。自从动态膜首次被报道以及过了大半个世纪。而且发展和普及仍然受到限制。这份报告展示了一份在动态膜特征上的评析，包括发展和应用，装置，结构，以及材料，运转情况，动态膜清洗，还有成本分析，以此尝试给我们在提升上的提示和该技术的展望。关键字 动态膜过滤 结构 运转 废水处理1 介绍膜生物反应(MBR)系统已经在过去几十年中受到关注和深入研究。它被普遍描述为一种活性污泥处理和多孔膜的固液分离的结合。相比于传统的活性污泥工艺，MBR系统，尤其是那些伴随着微型或超滤膜的应用，呈现出许多的优点。作为逐渐替代传统二沉池的紧凑膜组件，所占空间以及系统容量大大地简化了。膜过滤的使用提升了提升了出水水质，对于那些大部分的悬浮物和完整的细菌残留絮状物。因此，操作特性允许了长时间固体停留（SRT）和被扩大的混合白酒类悬浮固体的浓度，这保证了更少的污泥生成和缩短了必要的水力停留时间（HRT）。出水的质量高保证了不可饮用水的再循环的可能。此外，灵活的设计，占地小，自动化操作，使MBR适用于分散污水处理。尽管有优势，MBR系统的广泛应用主要受限于严重的膜污染，还伴随着其他缺点，比如高能量消耗以及高膜成本。以及有许多尝试试图解决或减缓这些问题，比如找到新的膜材料，提升操作环境，以及使用水下MBR的重力来减少能量消耗，从中动态膜系统能展现为一个有前途的科技。在过滤一个包含细颗粒物的料液，动态膜（DM）形成在潜在的初级过滤表面。这也被称为二次膜或点胶成型膜。相比于传统膜系统，DM 在它形成时就表现出巨大的优势。因为物理截留大部分有二次膜完成，支持膜本身不再重要，所以更灵活和更廉价的材料能被用来作为支持层。比如无纺织物，不锈钢网，中空纤维等。得益于沉积层（预先或自我形成在支持材料上）作用在二次膜，并且能便于清洗和原位再形成，整个系统展现出了良好的防污能力。如图1所示，DM有着显著的保持微分子和浮冰的能力，防止他们接近支持层。此外，涂层材料也很便宜。高岭土，硅藻土，PAC，二氧化锰，活性污泥和一些其他的材料，已经被用来试做成理想的涂层材料。除了上述的优势，DM表现出了高渗透通量，高保留率，高温稳定性，低能量消耗以及简便的清洗程序。自从DM的原理首次被报道已经过了半个多世纪，然而发展和普及依旧有限制。这篇文章的现有的评论提供了基本的观点。这份报告做了一份在DM上多样的研究，使徒给出一个详细且深入的有关这份科技特点和观点的线索。2 发展和应用2.1 DM发展在今天通常来说，DM形成在宏观多孔材料。然而，DM 在微观多孔支持材料上，比如传统的超透和MF膜，也在过滤和膜污染缓解上扮演着重要的角色。考虑到初始的DM本质，此后微多孔材料也被认为是合适的DM支持材料。DM作用的实质是沉积层的过滤，这与在1940年美国的硅藻土的早期研究相吻合。硅藻土和含硅藻的土壤的使用被声称是Heddle等人的专利。从那时起，最普通的硅藻土应用是在事物或化学工厂的水净化过程的过滤。DM在1966年首次在橡树岭实验室的学者开展，他们应用DM将水合氧化物在高压下和严格的渗透过程中淡化。在同一个项目中，对DM与的兴趣首次被注意。最好的表现来源于无机水合氧化物，尤其是锆(IV)氧化物和聚丙烯酸（PAA）处理后的。这些膜被给与了巨大的关注，因为它们高水通量和脱盐率的介质。然而，他没有被广泛延伸因为受限制的盐保留在实际脱盐中的应用，难以受到重视的膜质量以及不断下降的通量。自从1980年开始，对于DM的关注已经偏离了工业废水处理的研究，比如聚合物，制造，印刷，印染和废水源的相关分析。一些报告也将DM科技应用在食物工厂和蛋白质保留上。DM在在超滤过程上的应用也在同时期开始。尽管有着高保留率，昂贵的基板和低渗透阻碍了DM系统的广泛使用。从1990年代开始，就有许多DM在微过滤膜过程的研究，主要是市政的污水处理。DM应用的其他学术研究，包括果汁，蛋白质溶解以及油水分离。直到2000年早期，所有被发表的DM可以形成于MF或超透膜上（见图2）。首个不需要传统膜自我形成的DM系统被发表于2002年。这份报告用了100微米涤纶网材料来取代MF或超透膜来构建一个MBR用于污水处理。首个覆膜DM被发表于2006年。粉状活性炭(PAC)被用来在56微米的用于废水处理涤纶滤布上形成DM。最近，许多调查开展了，有关于使用不同种类的涂料和支持材料来构建动态膜生物反应（DMBRs）。结果表明了很多材料比如网孔，编织的衣服和无纺布能很好的替代MF或超透膜，甚至表现得更好。DM科技在90年代中期首次被应用在无氧和需氧系统中。通过Pillay等人，生物耗氧量，化学