動態膜技術及其在環境工程中的應用

汪伶俐

摘 要：結合工作實踐，系統地對運用動態膜技術的層面進行了詳細解析。

關鍵詞：動態膜；環境工程；廢水處理技術；機械篩分

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.149

時代在進步，社會經濟發展呈飛速上升的趨勢，污染問題越發嚴重，環境工程建設在此大前提之下受到了高度重視。眾所周知，環境工程施工對技術的要求非常嚴格，因為這關系著人與自然是否可以和諧發展。傳統的污染處理技術已無法滿足現代廢物處理的需求，即使花費大量的財力和物力，起到的效果終究微乎其微。具體而言，我國淡水資源儲量很大，但是人均占有量卻處于世界倒數行列，且這種狀態還在持續惡化。所以，研發新型廢水處理技術迫在眉睫，其中，膜技術的應用與發展引起了相關行業的高度關注和支持。

1 膜分離技術的分類及應用領域

1.1 微濾

所謂“微濾”，是指運用篩孔原理制作的薄膜過濾，那些融在水中的大顆粒雜質都可以透過此膜，只有部分微粒會被留下，起到很好的分離凈化作用。推動微濾運作的動力是靜壓差，可實現分離膜的效果，其操作壓差在0.7～7 kPa之間。因此，此種濾膜小孔繁多且排列整齊有序，通常情況下，其在實驗室、精密工程和污水處理中運用較多。

1.2 超濾

主要指壓力作用于溶液、溶劑和少許分子較低的物質在膜上呈穿越趨勢，游走到另一個端口，顆粒較大的物質會被截留下來，完成從溶液中分離的過程。此過程的運用原理為機械篩分，壓差一般控制在0.1～0.6 MPa，被留下來的分子數量在500～50 000不等。此種方法主要被應用于食品加工領域。

1.3 電滲析

電滲析是在直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，將電解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的淡化、濃縮、純化的效果。此方法在電鍍工業漂洗、水中金屬回收，放射性廢水和含鋅廢水的處理，電子工業和制藥工業用純水超純水制備，電廠和鍋爐給水的處理和工藝用水除鹽中備受好評。

2 動態膜在水處理中的具體應用

2.1 應用于生活廢水的處理

多數的專家、學者會更加傾向于研究如何運用動態膜技術處理日常生活中產生的廢水，且獲取的研究成果頗為可觀。值得一提的是，對動態膜形成的生物反應器研究的頗為深入。通過運用PAC-自生動態膜處理技術，在溫度相對較低的情況下，可以更好地對校園廢水進行凈化。其中，采用孔徑為56 μm的工業濾布進行膜組件的制作，以PAC作為預涂劑，組成預涂動態膜-生物反應器。預涂動態膜-生物反應器不僅污染物質的去除效果更好，且預涂膜不僅可以防止污染物質與微生物向膜材料表面和內部分解，且大大地緩解了膜污染的程度。當運行的時間超過1 128 h，操作壓力沒有明顯上升的趨勢，只進行簡單的刷洗，膜通量就會迅速恢復，基本上不需要耗費清洗液，工業濾布物美價廉，實用性強。

2.2 應用于城市污水的處理

應用于動態膜處理城市污水的研究工作不在少數，尤其是在解決城市中水回用問題。利用自生動態膜生物反應器對污水進行凈化，有效處理COD的概率高達50&以上，合理有效運行的區間中，有效除去氨氮的概率高達87%，去除磷的概率不小于70%.由于自生動態膜自身有其他技術不可超越的優勢，即恢復原狀的速度較快，且恢復速度與運行時間成正比；出水率、污泥黏稠度、膜通量、流速等會對膜造成影響。運用自生動態膜生物反應器處理城市污水，此膜的成膜時間一般不會超過2 d，濾餅成層時間一般控制在10 min以內，且其再生時間不長于1 h。當膜通量控制在每小時28 L/m2時，可以保證系統安全運行40 d；當出水頭速率控制在9 mm，污泥混濁度低于5，去除氨氮效果保持在50%以上。此時，運用膜分離技術除掉有機物的成功率在20%左右。運用動態膜技術對城市污水進行處理，出水水質良好。

2.3 應用于工業廢水的處理

動態膜技術在工業領域應用范圍極其廣泛，包括食品類工業廢水、羊毛洗滌廢水、印紡廢水、油類廢水、重金屬有毒廢液等。值得注意的是，需要了解動態膜中的高剪切流速過濾屬于強化方式。在此理論下，可了解此組件可對水流量和面積進行循環控制。一般情況下，高剪切速率控制在在15 m/s的狀態下，膜過濾的速度比以往組件高出數倍之多。然而，此種方式也有缺陷，即被活性污泥性質所限制。因此，一般在可直接用于面粉廠和紡染業中可被溶解的廢液。

要想徹底處理印染行業制造的廢水，就要求運用動態膜技術與其他輔助技術共同作用，其工藝流程為：應用商用砼技術對動態膜技術進行輔助，這可以高效、快速處理印染業二級廢水。此外，分體砼+動態膜混合技術的優勢在于滲透量是一體式的1.5倍，但一體式砼+動態膜取出COD更為徹底。因此，在實際運用中，要做到具體情況具體分析。除此之外，有效處理氫氧化鐵膜通量與膠粒之間的關系，并應用于印染廠的排廢中，不僅可大大提高運行速率，且脫色的效果是其他技術所無法比擬的。

3 結束語

總而言之，環境工程是一項對綜合技術要求精湛的工程，雖然動態膜技術在我們國家應用時間不長，很多地方也不盡完善，但此技術在目前環境工程運用方面已經呈現出炙手可熱的趨勢，因為其可行性高、經濟效益良好、處理過的廢水更加的干凈、健康，所以，發展前景無限大。此外，我們也一直在努力，做到更好、更合理，不斷探索、創新，從根本上解決因技術問題造成的不便，力求在環境工程中將動態膜技術運用得更好。

參考文獻

[1]范彬.微網生物動態膜過濾性能的研究[J].環境科學，2003，24（01）.

[2]喬森.動態膜技術的研究進展[J].中國給水排水，2003（12）.

〔編輯：張思楠〕