动态膜技术及其在环境工程中的应用论文_纪钢

动态膜技术及其在环境工程中的应用论文_纪钢

中国葛洲坝集团电力有限责任公司 湖北省 430000

摘要:随着我国经济的快速发展,我国环境保护措施的不断出台,生态环境正在逐步得到改善。动态膜技术作为环境工程中的重要技术之一,在各个领域得到广泛应用。环境工程涉及到的环节众多,在水处理技术中,动态膜技术是较为常用的也是比较特殊的技术。当前的水处理工程中,需要对原有制备等条件加以优化,还要加强动态膜运行管理,以为应对水污染严重,人均占有量日益下降、水污染情况恶化的情况。因此,研发新型废水处理技术,在探究动态膜技术的原理的基础上研究如何优化使用,对于环境保护工程是非常有益的。

关键词:动态膜技术;环境工程;水处理

引言

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。因此加强动态膜技术的应用研究是具有深远意义的。虽然我国动态膜技术的研究还处在起步阶段,但是相信随着技术进步,相信动态膜技术在环境工程中的发展将拥有更多的有利条件和更好的环境。

1工作原理

1.1微滤

微孔可以过滤过已经溶解在水中的大颗粒杂质,留下部分不溶于水的颗粒,对水质进行净化。微滤的工作原理的利用静压差产生动作,实现分离膜。静压差一般在0.7到7个KPa之间,微筛的滤膜小孔排列有序而且数量繁多,多用在实验室、精密工程以及污水处理工程中。

1.2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。

1.3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0.1-0.6MPa,被留下来的分子数量在500-50000不等。此种方法主要被应用于食品加工领域。

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1.4动态膜技术在膜分离工艺过程中,渗透性是强势

通过美国国家原子能实验室的反渗透效能试验。发现这种技术可以通过滤饼层对小粒子进行截留,提高过滤分离性能。近年来随着科技技术浪潮的不断迈进,动态膜的分离技术也不断进行着创新和改进。膜材料增多的同时,品质也不断改进。

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56μm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1128h,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在城市污水处理中的应用

主要是用自生动态膜生物反应器的工作原理对污水进行净化处理,将污水中的氨和氮等去除的效率高达90%,磷的去除率高大70%。而且在运行后,自行恢复的速度非常快,适用于城市中的水回收处理。对污水中的污泥粘稠度、膜通量、流速以及出水率等都有很好的处理效果。整个成膜时间约为两天,膜通量可以达到每小时每平方米28L,出水速率大约为9毫米,对有机物的去除率达到20%左右。

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15m/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。

2.4动态膜在环境工程中的应用

主要用于生活废水、食品生产废水等之用。如食品废水中的处理主要为多孔陶瓷甜菜蜜糖和蔗糖蜜糖澄清等。以25摄氏度不同条件下的动态膜过滤菠萝汁渗透量的变化为例,动态膜在进入菠萝汁过滤阶段后,具有很好的稳定渗透性能,对于纤维素多聚糖等的截留速度,会随着动态摸的效率发生降低,这是由于载体孔在大分子物质发生堵塞后,孔径变小,截留物质的效率增大,使得糖分子的量变小。

3动态膜的清洗和再生

动态膜对于废水污染物的高频冲洗的优势,可以实现对废水处理中的污染物的彻底清除,但是运行一段时间后,动态膜的结构就会出现不同程度的破坏,因此需要定期对动态膜进行清洗和再生。可以采用机械清洗、化学清洗的方式,采用强碱、强氧化剂的方式,使用高压或者蒸汽蒸煮和消毒,选用污染物的性质选择不同的清洗剂,必要时可添加表面活性剂等提高效率。

结语

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

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论文作者:纪钢

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/16

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