沈柳倩

寧波市鄞州區(qū)環(huán)保護(hù)監(jiān)測站

動態(tài)膜技術(shù)及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用分析

沈柳倩

寧波市鄞州區(qū)環(huán)保護(hù)監(jiān)測站

目前，我國環(huán)境受到了較為嚴(yán)重的污染，為了改善我國環(huán)境，我國環(huán)境工程日益增多。動態(tài)膜作為一種新型的技術(shù)被廣泛應(yīng)用到環(huán)境工程中，從實際應(yīng)用情況取得了不錯的效果，本文對其原理和應(yīng)用進(jìn)行了重點分析，希望對提高其應(yīng)用效果能夠有所幫助。

動態(tài)膜技術(shù)；生態(tài)環(huán)境；環(huán)境工程

環(huán)境工程包括許多內(nèi)容，動態(tài)膜技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用水處理中。動態(tài)膜技術(shù)是一種比較常用的技術(shù)，同時其也具有特殊性，因為該技術(shù)在具體應(yīng)用過程中會出較大的滲透量。現(xiàn)代環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，而動態(tài)膜技術(shù)的應(yīng)用對于改善生態(tài)環(huán)境來說意義重大， 因此加強(qiáng)對其的分析有著現(xiàn)實意義。

一、動態(tài)膜技術(shù)的原理

動態(tài)膜在濾膜過程中將溶液中的溶質(zhì)粒徑作為主要載體。因此，在具體操作過程中，通過各種不同機(jī)理的綜合作用，在載體表面將會形成一種超濾或微濾的膜層，這樣也就提高了動態(tài)膜的截流性，使其超過了原載體。

一般認(rèn)為，通量下降的原理主要包括以下四方面：1、載體內(nèi)部出現(xiàn)了阻塞。2、載體表面出現(xiàn)了大量沉積粒子。3、載體表面對離子產(chǎn)生了化學(xué)和物理吸附。4、濃差發(fā)生了極化。在具體分析過程中可以將前三種形式統(tǒng)稱為膜污染。需要對化學(xué)和物理吸附進(jìn)行額外注意，因為這事確保動態(tài)膜能夠穩(wěn)定附著載體的關(guān)鍵要素之一。

除此之外，如果吸附強(qiáng)度過大，極有可能會導(dǎo)致清洗與再生出現(xiàn)較為嚴(yán)重的問題。因此，在具體操作過程中需要采取合理的手段和措施進(jìn)行合理控制，清洗與再生過程中選用保證無法恢復(fù)通量，如果通量下降是因為孔內(nèi)堵塞引起的，為了獲取孔徑的膜可以通過分級涂抹的方式完成。

二、動態(tài)膜的制備方法

依據(jù)動態(tài)膜形成的方式的不同，可以將動態(tài)膜分為預(yù)留膜和原液形成膜。在制備動態(tài)膜過程中需要對過濾裝置進(jìn)行使用，在具體操作過程中通過膠體溶液或懸浮液過濾的方式形成。

通常情況下，載體孔徑都不會超過1μm，因此在植被動態(tài)膜時如果對懸浮液進(jìn)行利用，要對粒子的孔徑進(jìn)行全面控制，孔徑大小不能超過1μm，同時要對粒徑的范圍進(jìn)行合理控制，使其集中在一個固定范圍內(nèi)。利用這樣方式植被動態(tài)膜十分方便，但是從實際的制備情況來看，想要達(dá)到這一粒徑范圍的超細(xì)粉末比較困難，雖然納米技術(shù)的快速發(fā)展為這種粉體的制備提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。但是，由于粉末成品的價格過高，將會對此類膜的制備造成一定程度的阻礙。除此之外，制備懸浮液時，如果采用小粒徑粉體，容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，將會對其實際使用效果造成不良影響。相對來說，利用化學(xué)溶膠——凝膠法獲取的膠體分散在溶液中的溶質(zhì)粒子的粒徑的大小可以控制在1-100nm之間，并且可以很好對其分布范圍進(jìn)行控制，通過該方式所制備的動態(tài)膜的孔徑的大小可以滿足使用需求。下面以MnO2動態(tài)膜的制備為例進(jìn)行分析。

MnO2動態(tài)膜是一種常用膜，準(zhǔn)備其的方法是將HCOONa加入到KMnO4溶液中，然后進(jìn)行攪拌，在溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：

在上述化學(xué)反應(yīng)中HCOONa的濃度會對MnO2粒子的直徑大小造成一定程度影響，從而將會對動態(tài)膜的厚度產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致動態(tài)膜的通透量及應(yīng)用范圍存在一定差別。隨著HCOONa濃度的增加，成膜時間會變短，而水的滲透量則會下降，經(jīng)處理后的水的水質(zhì)也會下降。曾有研究學(xué)通過大量的研究最終提出KMnO4和HCOONa兩者的摩爾比應(yīng)當(dāng)控制在2：3左右。除此之外，溶液的酸堿性也會對成膜造成不同程度的影響。溶液顯堿性，動態(tài)膜程棕色，比較疏松，溶液顯酸性，動態(tài)膜程灰褐色，并且比較緊密。但是無論溶液的酸堿性，動態(tài)膜的成膜時間與KMnO4濃度都為反比關(guān)系。

三、環(huán)境工程中對動態(tài)膜的具體應(yīng)用

動態(tài)膜在環(huán)境工程中的應(yīng)用主要集中在水處理上。例如，食品生產(chǎn)廢水、生活廢水、工業(yè)生產(chǎn)廢水處理等。其中，動態(tài)膜在食品廢水處理中有著比較廣泛的應(yīng)用，例如，在多孔陶瓷甜菜蜜糖和蔗糖澄清過程中的應(yīng)用。通過分析可知在澄清過程中，進(jìn)入到過濾階段后，動態(tài)膜展現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性，并且具有良好的滲透性能。但是，通過實驗可以發(fā)現(xiàn)纖維素低聚糖、多聚糖的截留速率在進(jìn)入急劇升高之后，動態(tài)膜截流糖的速度將會有所下降。由此我們可以得出一個結(jié)論，在澄清過程中，載體孔線先被大分子物質(zhì)堵塞，正因為如此，孔徑才會隨著時間的推移逐漸變小，從而將會提高對此類物質(zhì)的截留能力，反而糖分子的量將會逐變小。導(dǎo)致這一情況發(fā)生的主要原因是因為存在于溶液中的糖與物質(zhì)具有一定的吸附性，而伴隨著物質(zhì)膜吸附，動態(tài)膜將會逐漸呈現(xiàn)出衰老的跡象。

除此之外，在紡織印染廢水、油類廢水、工業(yè)廢水的處理都可以對動態(tài)膜處理進(jìn)行合理應(yīng)用，并且從實際應(yīng)用情況來看取得了不錯的效果，應(yīng)當(dāng)對動態(tài)膜技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行推廣。

動態(tài)膜在使用一段時間后，阻力將會逐漸增大，而在大到一定程度上，要徹底清除阻力，然后在重新涂膜。動態(tài)膜的清楚方式通?？梢圆扇』瘜W(xué)清洗和機(jī)械清洗。對于無機(jī)模，因為其具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，因此在清洗過程中可以利用強(qiáng)氧化劑或強(qiáng)堿完成相應(yīng)的清洗，也可以利用蒸汽或高壓蒸煮的方式進(jìn)行消毒，在實際清洗過程中可以依據(jù)污染物的性質(zhì)，選擇合適的清洗劑。如果動態(tài)膜遭受的污染較為嚴(yán)重，可以適當(dāng)添加表面活性劑和助劑，提高清洗效率。機(jī)械清洗與化學(xué)清洗相比，成本更低，如刷子清洗和自來水反沖洗等方法進(jìn)行，通過實驗結(jié)果可以看出利用刷子清洗后膜通量恢復(fù)可以達(dá)到100%，要好于水沖洗和酸清洗。

結(jié)束語：

動態(tài)膜技術(shù)目前并不成熟，更多的是應(yīng)用在水處理中。但是，隨著動態(tài)膜技術(shù)的的逐漸發(fā)展，其應(yīng)用前景和應(yīng)用領(lǐng)域都不可限量。因此，需要加強(qiáng)對動態(tài)技術(shù)和其應(yīng)用領(lǐng)域的分析，使其能夠更好的為人們服務(wù)，改善人們的生活環(huán)境。

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