动态膜技术及其在环境工程中的应用分析

沈柳倩

宁波市鄞州区环保护监测站

动态膜技术及其在环境工程中的应用分析

沈柳倩

宁波市鄞州区环保护监测站

目前，我国环境受到了较为严重的污染，为了改善我国环境，我国环境工程日益增多。动态膜作为一种新型的技术被广泛应用到环境工程中，从实际应用情况取得了不错的效果，本文对其原理和应用进行了重点分析，希望对提高其应用效果能够有所帮助。

动态膜技术；生态环境；环境工程

环境工程包括许多内容，动态膜技术经常被应用水处理中。动态膜技术是一种比较常用的技术，同时其也具有特殊性，因为该技术在具体应用过程中会出较大的渗透量。现代环境问题越来越严重，而动态膜技术的应用对于改善生态环境来说意义重大， 因此加强对其的分析有着现实意义。

一、动态膜技术的原理

动态膜在滤膜过程中将溶液中的溶质粒径作为主要载体。因此，在具体操作过程中，通过各种不同机理的综合作用，在载体表面将会形成一种超滤或微滤的膜层，这样也就提高了动态膜的截流性，使其超过了原载体。

一般认为，通量下降的原理主要包括以下四方面：1、载体内部出现了阻塞。2、载体表面出现了大量沉积粒子。3、载体表面对离子产生了化学和物理吸附。4、浓差发生了极化。在具体分析过程中可以将前三种形式统称为膜污染。需要对化学和物理吸附进行额外注意，因为这事确保动态膜能够稳定附着载体的关键要素之一。

除此之外，如果吸附强度过大，极有可能会导致清洗与再生出现较为严重的问题。因此，在具体操作过程中需要采取合理的手段和措施进行合理控制，清洗与再生过程中选用保证无法恢复通量，如果通量下降是因为孔内堵塞引起的，为了获取孔径的膜可以通过分级涂抹的方式完成。

二、动态膜的制备方法

依据动态膜形成的方式的不同，可以将动态膜分为预留膜和原液形成膜。在制备动态膜过程中需要对过滤装置进行使用，在具体操作过程中通过胶体溶液或悬浮液过滤的方式形成。

通常情况下，载体孔径都不会超过1μm，因此在植被动态膜时如果对悬浮液进行利用，要对粒子的孔径进行全面控制，孔径大小不能超过1μm，同时要对粒径的范围进行合理控制，使其集中在一个固定范围内。利用这样方式植被动态膜十分方便，但是从实际的制备情况来看，想要达到这一粒径范围的超细粉末比较困难，虽然纳米技术的快速发展为这种粉体的制备提供了强有力的技术支持。但是，由于粉末成品的价格过高，将会对此类膜的制备造成一定程度的阻碍。除此之外，制备悬浮液时，如果采用小粒径粉体，容易出现团聚现象，将会对其实际使用效果造成不良影响。相对来说，利用化学溶胶——凝胶法获取的胶体分散在溶液中的溶质粒子的粒径的大小可以控制在1-100nm之间，并且可以很好对其分布范围进行控制，通过该方式所制备的动态膜的孔径的大小可以满足使用需求。下面以MnO2动态膜的制备为例进行分析。

MnO2动态膜是一种常用膜，准备其的方法是将HCOONa加入到KMnO4溶液中，然后进行搅拌，在溶液中发生的化学反应如下：

在上述化学反应中HCOONa的浓度会对MnO2粒子的直径大小造成一定程度影响，从而将会对动态膜的厚度产生影响，最终导致动态膜的通透量及应用范围存在一定差别。随着HCOONa浓度的增加，成膜时间会变短，而水的渗透量则会下降，经处理后的水的水质也会下降。曾有研究学通过大量的研究最终提出KMnO4和HCOONa两者的摩尔比应当控制在2：3左右。除此之外，溶液的酸碱性也会对成膜造成不同程度的影响。溶液显碱性，动态膜程棕色，比较疏松，溶液显酸性，动态膜程灰褐色，并且比较紧密。但是无论溶液的酸碱性，动态膜的成膜时间与KMnO4浓度都为反比关系。

三、环境工程中对动态膜的具体应用

动态膜在环境工程中的应用主要集中在水处理上。例如，食品生产废水、生活废水、工业生产废水处理等。其中，动态膜在食品废水处理中有着比较广泛的应用，例如，在多孔陶瓷甜菜蜜糖和蔗糖澄清过程中的应用。通过分析可知在澄清过程中，进入到过滤阶段后，动态膜展现出了较高的稳定性，并且具有良好的渗透性能。但是，通过实验可以发现纤维素低聚糖、多聚糖的截留速率在进入急剧升高之后，动态膜截流糖的速度将会有所下降。由此我们可以得出一个结论，在澄清过程中，载体孔线先被大分子物质堵塞，正因为如此，孔径才会随着时间的推移逐渐变小，从而将会提高对此类物质的截留能力，反而糖分子的量将会逐变小。导致这一情况发生的主要原因是因为存在于溶液中的糖与物质具有一定的吸附性，而伴随着物质膜吸附，动态膜将会逐渐呈现出衰老的迹象。

除此之外，在纺织印染废水、油类废水、工业废水的处理都可以对动态膜处理进行合理应用，并且从实际应用情况来看取得了不错的效果，应当对动态膜技术的应用进行推广。

动态膜在使用一段时间后，阻力将会逐渐增大，而在大到一定程度上，要彻底清除阻力，然后在重新涂膜。动态膜的清楚方式通常可以采取化学清洗和机械清洗。对于无机模，因为其具有较强的抗腐蚀性，因此在清洗过程中可以利用强氧化剂或强碱完成相应的清洗，也可以利用蒸汽或高压蒸煮的方式进行消毒，在实际清洗过程中可以依据污染物的性质，选择合适的清洗剂。如果动态膜遭受的污染较为严重，可以适当添加表面活性剂和助剂，提高清洗效率。机械清洗与化学清洗相比，成本更低，如刷子清洗和自来水反冲洗等方法进行，通过实验结果可以看出利用刷子清洗后膜通量恢复可以达到100%，要好于水冲洗和酸清洗。

结束语：

动态膜技术目前并不成熟，更多的是应用在水处理中。但是，随着动态膜技术的的逐渐发展，其应用前景和应用领域都不可限量。因此，需要加强对动态技术和其应用领域的分析，使其能够更好的为人们服务，改善人们的生活环境。

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