关键词：聚磷腈离子交换膜；污水处理；渗透性
前言
聚磷腈是一种以磷元素、氮元素两种原子交替排列的 聚合物，具有满意的化学稳定性与热力学性 能，在此基础上 发展而来的聚磷腈离子交换膜，吸收了聚磷腈的优势，具有 可修饰性、渗透性等优点，在污水净化处理中发挥着重要作 用，因此应该得到相关人员的关注。
1.聚磷腈离子交换膜在污水处理中的理论支持
聚磷腈具有理想的热增稠性，根据当前聚磷腈分子的性 能分析结果可以发现，该分子中不仅有亲水部分，也有相当 一部分的疏水部分，随着这两部分比例的变化，聚合物的溶 解性能也会出现明显的改变。在特定的温度范围内，随着温 度的持续升高，原本稳定的氢键破裂，造成亲水基团与水分 离，并且这个过程中可以发现大分子物质在溶液中出现了相 转化过程，这个过程可以从下列几个步骤进行陈述：
（1）在温度较低的情况下，聚磷腈聚合物上的亲水部 分会与水产生结合，且疏水部分不会与水接触，因此会形成 无色的透明溶液。
（2）随着温度的升高，聚磷腈聚合物的疏水作用增 强，此时的疏水键之间形成交联结构，溶液体系中的黏度水 平显著增加，并且这一水平会在某一特定温度下达到最大 值。此时的这个温度就是聚磷腈相转变温度，可以将其判断 为最低临界溶解温度。
（3）在超过这一温度点之后，疏水作用增强，因此会 出现分离，溶液系统中的黏度水平下降，并且此时受整个聚 磷腈体系的影响，溶液中的聚合物分子相互交联，并具有一 定的黏度。
（4）而在温度进一步升高之后，溶液体系完全破裂， 受聚磷腈疏水作用的影响，疏水性颗粒将会悬浮在水中，达 到了相分离。 同时，聚磷腈还具有理想的渗透性，目前已经被广泛的 使用在化学分离膜的制备中，这也是聚磷腈离子交换膜的基 础。现代试验研究发现，通过在聚磷腈中增加聚合物分子骨 架的刚性，可以调整侧链自由体积的方法来控制渗透性，其 中试验结果也证实，含有甲氧乙氧基以及2-碘-四氟乙氧基 的侧链对聚磷腈薄膜的渗透性十分理想，在结合聚磷腈的热 增稠性，因此可以被应用于污水处理中。
2.聚磷腈离子交换膜在污水处理中的应用
(1)试验设计 本次研究中，采用电渗法处理高浓度含氨废水，试验过 程中，通过聚磷腈离子交换膜的透过性，确保在直流电场的 作用下，阴离子向阳极方向移动，在碰到阳离子膜之后被挡 在浓水室中；与此同时，阳离子将会向阴极方向移动，由淡 水室进入到浓水室中，这个过程同样受到阴离子膜的影响， 造成阴阳离子同时大量富集于浓水室，并且淡水室的废水离 子浓度相对较低，达到了去除离子的目的。 本次试验中所使用的电渗析反应器由实验室提供，将聚 磷腈离子交换膜裁剪成合适大小后，放置在电渗析装置中央 部位用来隔开淡化室与浓缩室。 (2)废水水样的来源及其分析方法 所选择的废水来源于本地区某公司的沼气工程废水，在 将废水从溢流口取出之后，于8000r/min的离心条件下离心 30min，获取满意的废水水样。 同时为了确保本次试验的科学有效，整个试验严格按照 国家环保局的《废水监测分析方法》中的相关内容开展的。 (3)试验过程 取500ml废水样本，分别将其放置在电渗析装置的淡水室与浓水室中，将电压控制在32V，电渗析30min后，取淡化 室的水样进行分析。
3.结果
本次试验的结果如表1所示。
根据表1所反馈的相关数据可以发现，在经过聚磷腈交 换离子膜电渗析处理后的废水相关属性数据已经发生明显变 化，其中浊度从离心后的3341下降到了72，电导率从29.6下 降到了1.7，这些数据均证明，在聚磷腈交换离子膜在污水 净化中发挥着重要作用。出现这一情况的主要原因是直流电 场作用下使聚磷腈的透水性发生改变，并且受疏水作用影 响，阳离子会通过交换膜大量的进入到浓水室，并在浓水室 中富集，最终达到了净化污水的目的。 同时根据表1的资料可以发现，废水中的固体含量以及 氨氮含量水平也发生明显的变化，这一结果说明聚磷腈类高 分子骨架对于微小颗粒具有一定的捕获能力，因此水中的不 溶物将会在交换膜表现被吸附，最终造成了相关指标的变 化。
4.讨论
聚磷腈是一种新型聚合物，具有已渗透、易水解等优 点，被认为是无毒可生物降解产品的代表。从目前来看，由 于聚磷腈的合成方法多样，决定了该物质具有结构易于选择 的优点，因此能够被广泛的应用于各行各业，包括污水处 理、医疗等，并发挥着重要作用。根据现有研究结果可知， 聚磷腈所连接的侧基不同，所能运载的物质也存在差异，因 此很多学者在不同环境下，发现聚磷腈对于大部分物质都有 不同的通透性，这也决定了该物质可以在污水处理中发挥着 更大作用。在本次研究中，本文通过聚磷腈离子交换膜对废 水做净化处理，结果显示，在经过电渗析处理之后，污水里 的固体含量、氨氮含量以及浊度、导电率等相关数据均发生 明显变化，从相关数据变化可以发现，在通过电渗析技术处 理沼气工程中的厌氧化废水后，废水中的氨氮浓度从最初的 4513mg·L-1下降到了103mg·L-1，这一结果证明聚磷腈离子 交换膜对于污水中的污染物具有强大的去除能力，在污水治 理领域发挥着作用，可以成为未来污水治理的突破口。 根据现有研究可知，聚磷腈骨架是以磷原子、氮原子的 单双键交替排列结构，其聚合物性能会随着所连接的基团变 化而发生改变，在污水处理期间，技术人员通过充分发挥聚 磷腈本身所具有的热增稠性，使聚磷腈可以在不同温度变化 下出现性能转变，由此污水中的不同物质可以透过聚磷腈离 子交换膜，最终达到了污水净化的目的。同时，聚磷腈离子 交换膜还具有强大的吸附能力，随着侧基的变化，分析形状 对聚合物吸附性能的影响是不同的，并且结合聚磷腈本身的 亲水部分比例系数与疏水部分的比例系数，都可以将其作为 评价吸附效果的重点内容。目前在污水处理期间，可以通过 化学修饰的的方法使其附带不同的功能团，进而展现出不同 性质，最终被广泛的应用到不同领域中。在本次研究中，本 文所使用的聚磷腈离子交换膜是经过特殊加工处理的，通过 溴苯酚、二乙二醇二甲醚、金属钠等物质，使聚磷腈离子交 换膜具有独特的化学性能，能够对污水中的不同物质保持敏 感度；并且在试验过程中，通过电渗析方法可以形成不同的 直流电场，在该电场内，聚磷腈的活性被进一步激活，并且 对污水相关污染物保持着一定的通透性，通过疏水性、亲水 性的变化，实现对污水中相关物质的聚集、“疏远”，最终 快速改善污水中污染物质水平，这是其他技术所不具备的。 结论 聚磷腈离子交换膜在污水净化处理中具有满意的应用效 果，该物质可以有效降低污水中的固体含量水平，还具有可 降解、技术先进等优点，可以满足未来一段时间内的污水处 理需求，因此具有广阔的应用前景，应该得到相关人员的关 注。
原标题：新型聚磷腈离子交换膜在污水处理应用中的应用探究
原作者：田继兰
相关文章
- 常减压电脱盐工艺技术改造及优化 2023-01-12
- 工业重金属废水污染下 地下水环境易损性分区评价研究 2022-03-23
- 一体式 SND 反应器 在食品加工废水提标改造中的应用 2021-05-16
- 废旧布袋制备活性炭用于焦化废水深度处理的可行性分析 2021-02-07
- 生物制药废水深度处理回用工程实例 2020-07-30
最新文章
- 城镇污水处理厂全流程水质管理方法分析 2023-01-29
- 高排放标准下某高新园区污水处理厂工程实例 2023-01-16
- 一种树状多支化破乳剂的合成与应用 2023-01-14
- 地层注入水悬浮物含量偏高原因分析与治理 2023-01-13
- 浅谈胶印润版液的净化循环使用 2023-01-13
