動態膜技術及其在環境工程中的應用分析

沈柳倩

寧波市鄞州區環保護監測站

動態膜技術及其在環境工程中的應用分析

沈柳倩

寧波市鄞州區環保護監測站

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

動態膜技術；生態環境；環境工程

環境工程包括許多內容，動態膜技術經常被應用水處理中。動態膜技術是一種比較常用的技術，同時其也具有特殊性，因為該技術在具體應用過程中會出較大的滲透量。現代環境問題越來越嚴重，而動態膜技術的應用對于改善生態環境來說意義重大， 因此加強對其的分析有著現實意義。

一、動態膜技術的原理

動態膜在濾膜過程中將溶液中的溶質粒徑作為主要載體。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膜的截流性，使其超過了原載體。

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

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

二、動態膜的制備方法

依據動態膜形成的方式的不同，可以將動態膜分為預留膜和原液形成膜。在制備動態膜過程中需要對過濾裝置進行使用，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，因此在植被動態膜時如果對懸浮液進行利用，要對粒子的孔徑進行全面控制，孔徑大小不能超過1μm，同時要對粒徑的范圍進行合理控制，使其集中在一個固定范圍內。利用這樣方式植被動態膜十分方便，但是從實際的制備情況來看，想要達到這一粒徑范圍的超細粉末比較困難，雖然納米技術的快速發展為這種粉體的制備提供了強有力的技術支持。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，容易出現團聚現象，將會對其實際使用效果造成不良影響。相對來說，利用化學溶膠——凝膠法獲取的膠體分散在溶液中的溶質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行控制，通過該方式所制備的動態膜的孔徑的大小可以滿足使用需求。下面以MnO2動態膜的制備為例進行分析。

MnO2動態膜是一種常用膜，準備其的方法是將HCOONa加入到KMnO4溶液中，然后進行攪拌，在溶液中發生的化學反應如下：

在上述化學反應中HCOONa的濃度會對MnO2粒子的直徑大小造成一定程度影響，從而將會對動態膜的厚度產生影響，最終導致動態膜的通透量及應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，經處理后的水的水質也會下降。曾有研究學通過大量的研究最終提出KMnO4和HCOONa兩者的摩爾比應當控制在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，動態膜程棕色，比較疏松，溶液顯酸性，動態膜程灰褐色，并且比較緊密。但是無論溶液的酸堿性，動態膜的成膜時間與KMnO4濃度都為反比關系。

三、環境工程中對動態膜的具體應用

動態膜在環境工程中的應用主要集中在水處理上。例如，食品生產廢水、生活廢水、工業生產廢水處理等。其中，動態膜在食品廢水處理中有著比較廣泛的應用，例如，在多孔陶瓷甜菜蜜糖和蔗糖澄清過程中的應用。通過分析可知在澄清過程中，進入到過濾階段后，動態膜展現出了較高的穩定性，并且具有良好的滲透性能。但是，通過實驗可以發現纖維素低聚糖、多聚糖的截留速率在進入急劇升高之后，動態膜截流糖的速度將會有所下降。由此我們可以得出一個結論，在澄清過程中，載體孔線先被大分子物質堵塞，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的截留能力，反而糖分子的量將會逐變小。導致這一情況發生的主要原因是因為存在于溶液中的糖與物質具有一定的吸附性，而伴隨著物質膜吸附，動態膜將會逐漸呈現出衰老的跡象。

除此之外，在紡織印染廢水、油類廢水、工業廢水的處理都可以對動態膜處理進行合理應用，并且從實際應用情況來看取得了不錯的效果，應當對動態膜技術的應用進行推廣。

動態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。動態膜的清楚方式通常可以采取化學清洗和機械清洗。對于無機模，因為其具有較強的抗腐蝕性，因此在清洗過程中可以利用強氧化劑或強堿完成相應的清洗，也可以利用蒸汽或高壓蒸煮的方式進行消毒，在實際清洗過程中可以依據污染物的性質，選擇合適的清洗劑。如果動態膜遭受的污染較為嚴重，可以適當添加表面活性劑和助劑，提高清洗效率。機械清洗與化學清洗相比，成本更低，如刷子清洗和自來水反沖洗等方法進行，通過實驗結果可以看出利用刷子清洗后膜通量恢復可以達到100%，要好于水沖洗和酸清洗。

結束語：

動態膜技術目前并不成熟，更多的是應用在水處理中。但是，隨著動態膜技術的的逐漸發展，其應用前景和應用領域都不可限量。因此，需要加強對動態技術和其應用領域的分析，使其能夠更好的為人們服務，改善人們的生活環境。

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