动态膜技术及其在环境工程中的应用

汪伶俐

摘 要：结合工作实践，系统地对运用动态膜技术的层面进行了详细解析。

关键词：动态膜；环境工程；废水处理技术；机械筛分

中图分类号：X703.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.149

时代在进步，社会经济发展呈飞速上升的趋势，污染问题越发严重，环境工程建设在此大前提之下受到了高度重视。众所周知，环境工程施工对技术的要求非常严格，因为这关系着人与自然是否可以和谐发展。传统的污染处理技术已无法满足现代废物处理的需求，即使花费大量的财力和物力，起到的效果终究微乎其微。具体而言，我国淡水资源储量很大，但是人均占有量却处于世界倒数行列，且这种状态还在持续恶化。所以，研发新型废水处理技术迫在眉睫，其中，膜技术的应用与发展引起了相关行业的高度关注和支持。

1 膜分离技术的分类及应用领域

1.1 微滤

所谓“微滤”，是指运用筛孔原理制作的薄膜过滤，那些融在水中的大颗粒杂质都可以透过此膜，只有部分微粒会被留下，起到很好的分离净化作用。推动微滤运作的动力是静压差，可实现分离膜的效果，其操作压差在0.7～7 kPa之间。因此，此种滤膜小孔繁多且排列整齐有序，通常情况下，其在实验室、精密工程和污水处理中运用较多。

1.2 超滤

主要指压力作用于溶液、溶剂和少许分子较低的物质在膜上呈穿越趋势，游走到另一个端口，颗粒较大的物质会被截留下来，完成从溶液中分离的过程。此过程的运用原理为机械筛分，压差一般控制在0.1～0.6 MPa，被留下来的分子数量在500～50 000不等。此种方法主要被应用于食品加工领域。

1.3 电渗析

电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，将电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、纯化的效果。此方法在电镀工业漂洗、水中金属回收，放射性废水和含锌废水的处理，电子工业和制药工业用纯水超纯水制备，电厂和锅炉给水的处理和工艺用水除盐中备受好评。

2 动态膜在水处理中的具体应用

2.1 应用于生活废水的处理

多数的专家、学者会更加倾向于研究如何运用动态膜技术处理日常生活中产生的废水，且获取的研究成果颇为可观。值得一提的是，对动态膜形成的生物反应器研究的颇为深入。通过运用PAC-自生动态膜处理技术，在温度相对较低的情况下，可以更好地对校园废水进行净化。其中，采用孔径为56 μm的工业滤布进行膜组件的制作，以PAC作为预涂剂，组成预涂动态膜-生物反应器。预涂动态膜-生物反应器不仅污染物质的去除效果更好，且预涂膜不仅可以防止污染物质与微生物向膜材料表面和内部分解，且大大地缓解了膜污染的程度。当运行的时间超过1 128 h，操作压力没有明显上升的趋势，只进行简单的刷洗，膜通量就会迅速恢复，基本上不需要耗费清洗液，工业滤布物美价廉，实用性强。

2.2 应用于城市污水的处理

应用于动态膜处理城市污水的研究工作不在少数，尤其是在解决城市中水回用问题。利用自生动态膜生物反应器对污水进行净化，有效处理COD的概率高达50&以上，合理有效运行的区间中，有效除去氨氮的概率高达87%，去除磷的概率不小于70%.由于自生动态膜自身有其他技术不可超越的优势，即恢复原状的速度较快，且恢复速度与运行时间成正比；出水率、污泥黏稠度、膜通量、流速等会对膜造成影响。运用自生动态膜生物反应器处理城市污水，此膜的成膜时间一般不会超过2 d，滤饼成层时间一般控制在10 min以内，且其再生时间不长于1 h。当膜通量控制在每小时28 L/m2时，可以保证系统安全运行40 d；当出水头速率控制在9 mm，污泥混浊度低于5，去除氨氮效果保持在50%以上。此时，运用膜分离技术除掉有机物的成功率在20%左右。运用动态膜技术对城市污水进行处理，出水水质良好。

2.3 应用于工业废水的处理

动态膜技术在工业领域应用范围极其广泛，包括食品类工业废水、羊毛洗涤废水、印纺废水、油类废水、重金属有毒废液等。值得注意的是，需要了解动态膜中的高剪切流速过滤属于强化方式。在此理论下，可了解此组件可对水流量和面积进行循环控制。一般情况下，高剪切速率控制在在15 m/s的状态下，膜过滤的速度比以往组件高出数倍之多。然而，此种方式也有缺陷，即被活性污泥性质所限制。因此，一般在可直接用于面粉厂和纺染业中可被溶解的废液。

要想彻底处理印染行业制造的废水，就要求运用动态膜技术与其他辅助技术共同作用，其工艺流程为：应用商用砼技术对动态膜技术进行辅助，这可以高效、快速处理印染业二级废水。此外，分体砼+动态膜混合技术的优势在于渗透量是一体式的1.5倍，但一体式砼+动态膜取出COD更为彻底。因此，在实际运用中，要做到具体情况具体分析。除此之外，有效处理氢氧化铁膜通量与胶粒之间的关系，并应用于印染厂的排废中，不仅可大大提高运行速率，且脱色的效果是其他技术所无法比拟的。

3 结束语

总而言之，环境工程是一项对综合技术要求精湛的工程，虽然动态膜技术在我们国家应用时间不长，很多地方也不尽完善，但此技术在目前环境工程运用方面已经呈现出炙手可热的趋势，因为其可行性高、经济效益良好、处理过的废水更加的干净、健康，所以，发展前景无限大。此外，我们也一直在努力，做到更好、更合理，不断探索、创新，从根本上解决因技术问题造成的不便，力求在环境工程中将动态膜技术运用得更好。

参考文献

[1]范彬.微网生物动态膜过滤性能的研究[J].环境科学，2003，24（01）.

[2]乔森.动态膜技术的研究进展[J].中国给水排水，2003（12）.

〔编辑：张思楠〕