膜分離是在20世紀初出現(xiàn)，20世紀60年代后迅速崛起的一門分離新技術。現(xiàn)代膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現(xiàn)選擇性分離的技術，半透膜又稱分離膜或濾膜，是一種固定的膜組件，通常由特定的膜材料加工而成，膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為：微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等。

膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，已廣泛應用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。

液膜分離也是一種有效的工業(yè)化分離技術，同樣屬于物理分離過程，也屬于現(xiàn)代膜分離技術的一種。

但液膜分離不采用固定的膜組件，而是模擬生物膜的結構，利用選擇性透過原理，以膜兩側(cè)溶質(zhì)的化學濃度差為傳質(zhì)推動力，使料液中待分離溶質(zhì)在膜內(nèi)相富集濃縮來分離待分離物質(zhì)。分離過程依托的液膜通常由膜溶劑、表面活性劑和流動載體組成。

我們可以看出，無論是采用固定膜組件完成的固膜分離過程，還是由膜溶劑、表面活性劑和流動載體構成液膜后完成的液膜分離過程，其傳質(zhì)過程都是借助于相對穩(wěn)定的傳質(zhì)膜界面完成的，我們可視之為靜態(tài)膜。此類靜態(tài)膜的傳質(zhì)過程都必須消耗外加機械動力或化學力才能完成，因此項目投資與處理成本相對較高。

經(jīng)現(xiàn)有研究和工業(yè)實踐表明，還有另外一種特殊的液膜分離技術，我們稱之為動態(tài)膜分離技術，既不需要固定的膜組件，亦不是利用特定液膜的選擇性透過原理，而是利用溶質(zhì)在氣液兩相間的濃度差為傳質(zhì)推動力，利用溶質(zhì)分子在兩相間的相平衡原理為推動力，使兩相間的有效傳質(zhì)面積、傳質(zhì)推動力和傳質(zhì)速率最大化，促使液相中的溶質(zhì)快速向氣相轉(zhuǎn)移，從而達到預期的傳質(zhì)效果。

因為動態(tài)膜分離為純物理方法，而且可以在常溫下操作，設備結構簡單、適用性強、運行成本低，加上傳質(zhì)效率又遠高于傳統(tǒng)傳質(zhì)單元設備，所以特別適用于各類吸收與解吸過程。

1 動態(tài)膜分離技術及其工作原理

動態(tài)膜分離的傳質(zhì)過程原理與一般的氣液相平衡過程完全一樣，只不過其相應的液相已更換為液膜。由于這種液膜是不穩(wěn)定的，在正常操作時會不斷更新，相互接觸的氣液兩相也會不斷變換，從而可使氣液相平衡始終維持在接觸初始的較高效率區(qū)。

2 工業(yè)動態(tài)膜旋轉(zhuǎn)泡沫分離裝置的結構

實際工程應用的動態(tài)膜旋轉(zhuǎn)泡沫分離裝置由波管、尾氣管、循環(huán)槽、鼓風機和循環(huán)泵等五個主要部分構成。污水通過循環(huán)泵送至波管，與進入波管的高速氣流直接接觸，在液相流體的作用下而被分散、扭轉(zhuǎn)和壓縮，形成相對穩(wěn)定的氣泡。當兩相動量達到平衡時，便會在波管內(nèi)形成一段由大量微細泡沫構成、高度湍動的駐波區(qū)，即動態(tài)膜旋轉(zhuǎn)泡沫分離區(qū)。

正常工作時，動態(tài)膜旋轉(zhuǎn)泡沫分離裝置的氣相由風機送入，液相由循環(huán)泵送入。尾氣管承擔尾氣凈化任務，循環(huán)槽承擔氣液固三相的分離任務。根據(jù)用戶的要求，裝置不僅可以應用于高氨氮污水處理和脫硫脫硝，也可應用于二氧化氯在不同形式空間的殺菌消毒。

啟動時，先在循環(huán)槽中加入一定量需要的水，啟動循環(huán)泵循環(huán)，再將二氧化氯原料和活化劑直接依次定量加入循環(huán)槽，利用循環(huán)泵使其均勻混合。

從溶液中揮發(fā)出來的二氧化氯氣體會通過波管中的旋轉(zhuǎn)泡沫動態(tài)膜迅速擴散到由鼓風機送入的空氣中，擴散速率快，且均勻。混合氣體與剩余的液相則一同落入循環(huán)槽。帶有一定濃度二氧化氯的混合氣體再經(jīng)過循環(huán)槽完成三相分離，然后進入尾氣管去除液沫，然后送至輸送管網(wǎng)送至預定空間進行殺菌消毒。

3.2 動態(tài)膜裝置用于空間殺菌消毒的技術優(yōu)勢

通過動態(tài)膜裝置發(fā)生二氧化氯，并能同時與空氣均勻混合，有以下技術優(yōu)勢：

1)動態(tài)膜裝置的波管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的泡沫構成的駐波層，傳質(zhì)效率高、傳質(zhì)面積大，傳質(zhì)推動力大，能使二氧化氯在空氣中的氣化速率大幅度增加。

2)常溫操作，無須加熱，能耗低，發(fā)生成本低。

3)二氧化氯氣體的發(fā)生量幾乎不受限制，可大可小，而且可控，適用于各類大小空間的空氣殺菌消毒。

4)能直接產(chǎn)生二氧化氯與空氣的均勻混合物用管道輸送，并均勻分布到需要殺菌消毒的空間，工藝簡單，效率高、可控性好。

5)可直接生成一定濃度的空氣與二氧化氯的混合氣體，無須二次混合擴散，輸送方便，使用簡單，可靠性高。

6)可直接采用液態(tài)二氧化氯、固體二氧化氯，甚至亞氯酸鈉、氯酸鈉為原料生成的二氧化氯氣體可迅速被空氣安全帶出，適用性強。

4 結論

原料來源廣泛，且高效、可控的動態(tài)膜二氧化氯發(fā)生裝置與二氧化氯氣體在空間殺菌消毒領域的獨特優(yōu)勢結合，可設計為不同發(fā)生量和使用濃度的專用裝置，廣泛應用于賓館、酒店、寫字樓、售票處、醫(yī)院、大會堂、會議室、學校等公共場所，甚至于可用于一些空間相對較大、人員相對聚集的公交車、火車、輪船、客機等交通運輸工具上的空間殺菌與消毒。

但動態(tài)膜二氧化氯發(fā)生裝置與傳統(tǒng)的二氧化氯發(fā)生器遵循的化學反應原理與活化原理是完全一樣的，但反應與傳遞過程的原理則有著本質(zhì)的不同，與傳統(tǒng)的二氧化氯發(fā)生器相比，可獲得的傳質(zhì)面積更大，可獲得的傳質(zhì)推動力也更大，傳質(zhì)面積的表面更新頻率也更高，從而可以獲得更高的傳質(zhì)效率。但其需要的設備投資與運行成本卻更低，且日常運行操作卻更為穩(wěn)定和簡單、易控。

加上動態(tài)膜二氧化氯發(fā)生裝置作為新一代的二氧化氯就地發(fā)生裝置，其最大的優(yōu)勢是：常溫常壓操作、設備簡單易控，可直接產(chǎn)生含一定低二氧化氯濃度的混合氣體，安全性好，其廣泛的實際應用前景也將會越來越受到人們的重視。