基于PTFE中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水
海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究
其 独特的优点 ， 望广 泛应 用 于海 水 淡化 、 有 苦咸 水 淡 化 、 溶液处理 、 水 溶液浓缩 以及环境保 护等领域 Ｅ ］ ． 目前 尚未 见将 膜蒸馏 技术 应用 于海 水淡 化浓 盐 水 处理过 程 的研 究 报 道 ． 文 采用 天 津 膜 天 膜 工程 本
Ｐ ＶＤＦ中空纤 维膜 组件 ， 津 膜 天膜 工程 技 术 天
。 。 。 呦 ◇ ◇ ◇
‘｝
◇ 。
§ 研究简报 圣
ｏ
０ ｏ ０ 岭 ◇ ｏ ＜＞
岭
０ 々
《 ＇
海 水 淡 化 浓 盐 水 真 空膜 蒸馏 研 究
唐 娜 ，陈明玉 ， 建军 袁
（ 天津科技大学 海洋科学与工程学院 ， 天津 ３ ０ ５ ） ０４７
摘 要 ： 用 Ｐ Ｆ 中空纤 维膜及 Ｆｒ Ｅ微 孔平 板膜 组件 对反渗 透 海水 淡化 浓盐水 的真 空膜 采 ＶＤ ｒＦ
（ｔｎ ｎ＠ １３ Ｃｒ） ｔ ａｇ ａ ６ ．Ｏ ｊ ｎ
维普资讯
・
９ ４・
膜
科
学
与
技
术
第２ ７卷
图 １ 真空膜蒸馏海水淡化实验装置
Ｆ ｇ １ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｉ ｒ ｍ ｆ ｉ ． ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ａ ｏ ｇ ＶＭ口 ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅｕ ［ ｘ ｅｉ ） ｍｅ ｔｌ ｔ ｐ ｓ
用于膜蒸馏苦咸水淡化的PTFE疏水膜实验研究
有 效 面积 为 ００ ０４ｍ２结 构参 数 如表 １ 示 ． ． １ ， 所 多层
并 接气 隙式 膜 组 件 ， 题 组 自制 ， 个 膜 腔 尺 寸 为 课 每 ￣Ｉ ０ｍｍＸ２ ０ｍｍ， Ｄ ２ ５ 现用 组 件 由两 个 热 容 腔 、 个 三 冷 容 腔交 替 构成 ， 每个 热 容腔 可安 装两 张 膜 ， 中间 的 冷 容 腔两 侧 均为 铜 冷壁 ， 端 的冷 容 腔 在 最 外 侧 采 两 用 塑 料挡 板 密封 ； Ｓ ０ —３ Ｃ ５ １ Ｃ恒 温 热水 浴 ， 四川 重 庆
（ 内蒙古 工业 大 学 能源 与 动力 工程 学 院 ，呼 和浩 特 ００ ５ ） １ ０ １
摘 要 ：利 用 目前 国 内生 产的 Ｐ Ｅ疏 水膜 ， 自来水 、 水溶 液作 工质进 行 了 多层 并接 气 隙 ＴＦ 以 盐
式膜 蒸馏 实验 ， 比较 了几 种膜 的 分 离性 能 ， 究 了料 液温度 、 液 流量 、 研 料 浓度 对 膜渗 透通 量 的影 响 ， 种 膜 的通量 稳 定性及 污染 情况． 各 实验 结 果表 明 ： 膜在 长期 自来水 、 水 实验 中通 量 、 ４ 盐 电
关键 词 ：疏水膜 ；膜通 量 ； 组 件 ；膜 污 染 膜 中图分 类号 ： ＴＱ０ ８ ８ ２． 文献 标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ —９ ４ ２ １ ） １０ ７ － ５ ０ ７８ ２ （ ０ ２ ０ —０ ００
在 当今世 界淡 水 资源 匮乏 、 源短 缺 、 能 环境 污染
导 率都较 稳 定 ， 别是 在后 期 实验 中 ， 量最 大 ； 特 通 而孔 径 大 、 层 薄 的 １ 在 前 期 实验 中通量 涂 膜
较大， 而随运行 时 间增 长 ， 通量有 所下降 ， 另 是盐 水 实验 中 ， 留 率低 ， 特 ｑ 截 电导 率 高， 因此 不适合 淡 化苦咸 水 用 ， 合来看 ４ 综 膜性 能较好． 实验后各 种膜表 面的 污染情 况较 严重 ， 有黄 色沉积物． 都
膜蒸馏脱盐技术-
（5）多效膜蒸馏过程（MEMD）
multiple-effect membrane distillation
膜蒸馏过程中水蒸气的相变热约为2600kJ/kg，远大 于水的比热4kJ/ kg.K。因此，若按常规减压膜蒸馏方 式，需要大量的冷却水；若采用机械式压缩机来吸收蒸 汽潜热，按热泵的能效比为4：1，系统能耗也很高，而 且目前热泵系统价格昂贵。 因此设计了一种多效膜蒸馏方法。将膜蒸馏过程中 的水蒸汽冷凝与原水加热过程耦合,回收蒸发潜热。
预处理对VMD过程相对通量的影响
1.0
相对通 量（ Jt/J0)
0.8
无预 处理 PAC+UF PAC+PAAS+UF 分 步PAC+PAAS+UF PAC
实验条件： 采用浸没式减压膜蒸馏， 进口料液温度70.0℃， 流速：1.00m/s， 初始通量：25kg/m2· h
0.6
0.4
有机物含量的降低，能
6
(4)吸收膜蒸馏（Osmotic Membrane distillation，OMD ）
对于直接接触式膜蒸馏，当疏
水性分离膜两侧温度相同时，不会 发生水分子的传质。但当疏水性分
离膜另一侧为对水分子有高度吸收
作用的吸收剂时，由于化学位差的 作用，气态水分子则被吸收进入吸
收剂中，完成水分子的传质过程。
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
浓缩倍数
浓缩倍数
在石化废水中超滤水通量的变化
膜蒸馏产水通量的变化
19
3.表面疏水化改性
疏水膜的表面疏水化改性是疏水膜制备技术中的重要 研究方向之一，提高疏水膜的表面疏水性可以使疏水膜
PTFE中空纤维膜用于浸没式真空膜蒸馏脱盐的研究
（ ２ ）
冷凝 回收装置构成． 其中加热部分包括 ： 恒温水浴槽， 中空纤维膜组件 ， 空气压缩机等； 冷凝 回收装置包括： 冷凝器， 产水收集瓶， 干燥器 ， 循环水式真空泵等．
同的两 种 Ｐ ＴＦ Ｅ 中空纤维 膜 ．
明的“ 推 压一 拉 伸～ 烧 结 ” 法 制备Ｌ ５ ］ ， 并 以 Ｎａ Ｃ １ 水
溶液为测试液 ， 进行浸没式真空膜蒸馏 （ Ｓ Ｖ ＭＤ ） 脱 盐 实验 ， 主要 考 察 膜 壁 厚 度、 料 液 温 度、 曝 气 量、
Ｎａ Ｃ ｌ 浓度 、 冷侧 真 空 度 等 对 Ｓ ＶＭＤ过 程 中 水 通 量
以上．
关键 词 ：聚四 氟 乙烯 中空纤 维膜 ； 浸 没式 真 空膜 蒸馏 ； 脱 盐 中图分 类号 ： ＴＢ ３ ２ ４ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ：１ Ｏ ０ ７ — ８０ ５ ４ — ０ ５ 树脂 ＋润 滑剂一 混 和一 熟 化一 糊料 挤 出一 中空管 一
王 红 杰 ， 朱 海霖 ， 郭 玉 海¨ ， 吴益 尔 ， 金王 勇 ， 张 华鹏 ， 陈建 勇
（ １ ．浙 江理 工大 学 先进 纺织 材料 与制 备技 术 教育部 重 点 实验室 ，杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ；
２ ．浙 江东 大 水业集 团有 限公 司 ， 诸暨 ３ １ １ ８ ０ ０ ） 摘要 ： 通 过调 整挤 出头尺 寸 ， 制备 出不 同壁厚 的聚 四氟 乙烯 （ Ｐ ＴＦ Ｅ） 中 空纤 维膜 ． 采 用 浸没 式
一种基于ptfe的中空纤维膜制备方法与流程
一种基于PT FE的中空纤维膜制备方法与流程一、引言中空纤维膜是一种具有广泛应用前景的分离材料，它在膜分离、水处理、气体分离等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍一种基于聚四氟乙烯（PT FE）的中空纤维膜制备方法与流程。
1.1膜分离技术的背景随着工业化的发展，传统的分离技术已经无法满足对高效、低能耗、环保的要求。
膜分离技术作为一种新兴的分离技术，因其分离效率高、占地面积小、操作简便等优势而备受关注。
1.2 P TFE材料的特点P T FE是一种具有良好耐腐蚀性、高温稳定性和低摩擦系数的材料，因此被广泛应用于膜分离领域。
本文的中空纤维膜制备方法即基于P TF E材料。
二、制备方法与流程本文介绍的制备方法主要包括原料准备、中空纤维膜的成型、孔道形成与后处理等步骤。
2.1原料准备在制备中空纤维膜的过程中，需要准备以下原料：-P TF E颗粒：作为中空纤维膜的主要材料，选择高质量的P TFE颗粒以确保膜的性能和稳定性；-溶剂：根据PT FE颗粒的特性选择合适的溶剂，以便将其溶解为可成型的溶液。
2.2中空纤维膜的成型2.2.1溶液制备将所选溶剂与PT FE颗粒按一定的比例混合，充分搅拌使P TFE颗粒均匀分散在溶液中。
2.2.2中空纤维膜成型使用常见的中空纤维成型技术，如溶液浸渍-外吹拉伸法，将溶液通过模具成型为中空纤维膜。
2.3孔道形成与后处理2.3.1孔道形成制备得到的中空纤维膜通常是无孔的，需要通过烧结等方法形成孔道。
常用的孔道形成方法包括烧结、拉伸等。
2.3.2后处理为了提高中空纤维膜的性能，可进行后处理步骤，如热处理、功能化处理等，以增强膜的稳定性和分离效果。
三、结论本文介绍了一种基于P TF E的中空纤维膜制备方法与流程。
通过适当的原料准备、成型步骤以及后处理措施，可以制备出性能优良的中空纤维膜，为膜分离等应用领域提供了一种可行的解决方案。
希望本文对相关领域的研究者和工程师有所帮助。
以上就是关于"一种基于PT FE的中空纤维膜制备方法与流程"的文档内容，希望对您有所帮助。
反渗透浓水处理及回用研究
反渗透浓水处理及回用研究反渗透浓水处理及回用技术摘要：从无害化、减量化、资源化三个途径分别阐述了当前国内外针对反渗透浓水处理和回用的研究进展，列举了成功的工程实例。
并对新兴的膜蒸馏技术应用于反渗透浓水处理的方法和可行性进行了探讨。
关键词：浓水 回用 膜蒸馏一、 概述反渗透膜分离技术，由于它具有物料无相变、相对能耗低、除盐效果好、处理工艺成熟可靠，设备简单、自动化程度高，易于运行和管理等优点，近几年来在许多行业得到广泛的应用。
但是，目前反渗透技术一般的设计产水率为75%，实际产水率更低，大约会产生30%的浓盐水。
若原水是水质非常差的地下苦咸水，或者海水，浓水产生量会更大，可能达到50%。
当前很多反渗透工艺产生的浓水都不经处理直接排放，造成水资源和能源的浪费，同时对周围的环境造成污染。
针对反渗透浓水，当前的研究主要围绕三个目的展开：减量化——优化反渗透工艺设计，减少浓水的产生量；无害化——针对反渗透浓水直接排放可能对环境造成危害这一状况，探索经济有效的处理手段，将危害减轻；资源化——探索反渗透浓水再利用的途径，变废为宝。
事实上，反渗透浓水的回用需要考虑多种因素，这三个目的都不是孤立的，而是需要综合考虑，互为补充。
二、 以排放为目的2.1 单独处理排放反渗透浓水的主要问题是钙镁等离子含量高，硬度高。
一般来说，经过简单的软化处理即可实现达标排放。
软化主要采用投加石灰、纯碱等碱性物质的方法，利用它们同浓水中的钙镁等物质发生反应，生成碳酸盐沉淀，而从水体中去除，降低浓水的硬度，减少其对环境的危害。
以下是其化学反应方程式：2232Ca(OH)CO CaCO +H O +−−→↓23232Ca(OH)Ca(HCO )2CaCO +2H O +−−→↓2323222Ca(OH)+Mg(HCO )2CaCO +Mg(OH)+2H O −−→↓↓423324CaSO +Na CO CaCO +Na SO −−→↓423324MgSO +Na CO MgCO +Na SO −−→↓2.2 混入其他废水共同处理对于绝大部分生产企业来说，除了制水车间产生的反渗透浓水以外，还会产生其他各种废水。
科技成果——膜蒸馏脱盐技术
科技成果——膜蒸馏脱盐技术成果简介本技术方案利用错流过程提高了膜蒸馏的膜通量，利用多级/效蒸发过程实现了热量的高效循环利用，通过改善膜结构和预处理防止膜污染，通过过程控制实现高淡水产出比和排出液高浓缩比，通过技术集成形成完整的MD脱盐工艺和设备系统。
该技术获得天津市科技支撑计划重点项目“节能减排膜蒸馏海水淡化研究与应用示范”（12ZCZDSF02200）和国家科技支撑计划“膜蒸馏海水淡化技术研究”（2006BAB03A06）等资助。
目前，已建起了初具规模的膜蒸馏疏水膜生产线、膜组件制造生产线、膜蒸馏成套设备生产车间以及较完善的测试系统。
膜蒸馏的应用规模达到了百吨级水平、造水比≥5、浓水含盐量≥20%。
膜蒸馏（MD）是一种将膜技术与蒸发技术相结合的新型脱盐技术。
在MD过程中既有常规蒸馏的蒸汽传质与冷凝过程，又有分离物质扩散透过膜的膜分离过程，膜蒸馏是一种结合了蒸馏过程的膜过程。
MD技术特征包括：（1）非挥发性物脱除率高；（2）盐浓度对MD效率影响相对较低，浓缩比高；（3）良好的抗污染性能，物料水预处理要求相对低，MD水质适应性较强；（4）MD水处理过程在接近常压及较低温度（60到≤100℃）下进行；（5）膜、膜组件及主要设备由高分子材料制备，因而能够处理具有腐蚀性的酸碱盐等工业废水；（6）蒸发效率高、能够利用低温热源，如：太阳能、地热、工业废热、排空天然气、热电厂/锅炉乏汽等；（7）MD采用组件化设计，设备体积小、集成化程度高、易于维护和操作；（8）MD能同其它脱盐技术（RO、MED等）联用以提高整个系统的效率；在有低温热源可利用的情况下，极具成本优势。
膜蒸馏脱盐技术是目前国际国内研究的热点，在高浓盐水体系的脱盐方面具有独特优势。
迄今膜蒸馏技术还没有大规模产业化应用。
在国际上，世界主要发达国家和跨国公司加大了在膜蒸馏方面的研发力度和投入（比如美国、德国、韩国等国家，GE、凯发等公司曾经和正在同天津大学等合作），试图抢占深度脱盐领域的技术与市场先机。
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【摘要】为了进一步开发聚四氟乙烯(PTFE)材料,介绍了PTFE滤膜的应用、微孔特点、关键加工技术及最新发展,指出滤膜孔径的精准控制以及在新风系统和膜蒸馏等领域的应用是滤膜发展的趋势.认为采用调整制膜参数、双层共拉伸、后整理和包缠等技术在孔径控制上有优势,后整理含有羧基、羟基、磺酸基等基团的亲水材料是赋予亲水性能的主要方法.我国在服装膜、除尘膜上尚可满足国内要求,但泡点膜、亲水膜还存在一些急需解决的问题.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】5页(P149-153)【关键词】聚四氟乙烯;平板膜;中空纤维膜;拉伸【作者】郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【作者单位】浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8聚四氟乙烯(PTFE)膜材一般采用压延、车削和拉伸等方法加工，其中采用分散PTFE原料和拉伸法制备的膜材具备良好的微孔结构，才能用于过滤领域。
拉伸法加工的PTFE滤膜分为平板膜、中空纤维膜和管式膜，依据制品形状和微孔结构，PTFE滤膜可用于空气和水净化等领域。
海水淡化内容
海水淡化是指将海水中的盐和其他杂质分离，使其淡化为可饮用的水。
这个过程通常涉及到物理、化学和生物学的原理，以及一些先进的技术。
以下是对海水淡化内容的概述：1. 背景和重要性：海水淡化对于解决全球水资源短缺问题至关重要。
由于人口增长、工业发展和城市化加速，淡水需求不断增长，而可用的淡水资源往往受到污染和气候变化的影响。
2. 技术类型：海水淡化的技术多种多样，包括蒸馏、膜分离、离子交换、溶剂萃取和电解等。
其中，蒸馏是最常用的方法之一，包括多级闪蒸（MSF）和膜蒸馏（MD）技术。
膜分离利用半透膜分隔海水，通过渗透压和选择性将水分离成淡水和盐水。
3. 多级闪蒸（MSF）：MSF通过多次加热水将海水淡化为饮用水。
它利用加热海水产生的蒸汽，通过控制蒸汽的压力和温度来分离淡水和盐水。
4. 膜蒸馏（MD）：MD利用特殊的纳米级膜来分离水。
这种膜只允许淡水通过，而阻止盐水通过。
这种方法具有高效、环保和低成本等优点。
5. 海水淡化的挑战和限制：虽然海水淡化技术具有许多优点，但它们也存在一些挑战和限制。
这些技术通常需要大量的能源来运行，并且处理海水会产生一些副产品，如盐泥或浓缩液。
此外，某些技术可能受到环境因素的影响，如温度、盐度、压力和微生物污染。
6. 经济效益：海水淡化在经济上具有重要意义。
这些技术可以降低供水成本，提高水资源利用效率，从而促进经济发展和社会稳定。
此外，海水淡化还可以为缺水地区提供额外的饮用水来源。
7. 未来发展：随着技术的进步和成本的降低，海水淡化在许多国家和地区得到了越来越多的关注。
未来的研究方向包括开发更高效、环保和经济可行的海水淡化技术，以及提高现有技术的可靠性和稳定性。
总之，海水淡化是一个重要的领域，涉及到许多技术和经济挑战。
随着科学和技术的进步，海水淡化有望成为解决全球水资源短缺问题的重要手段之一。
科技成果——纳滤膜-膜蒸馏处理海水淡化浓盐水及其资源化综合利用技术
科技成果——纳滤膜-膜蒸馏处理海水淡化浓盐水及其资源化综合利用技术成果简介海水淡化和浓盐水综合利用技术相结合，不但可以解决淡水资源短缺问题，而且极大降低淡化和综合利用成本，提高经济效益，且可解决淡化后浓盐水排放问题，因而是未来海水淡化和综合利用的发展方向和趋势，将引领海水淡化和综合利用的发展潮流，技术的生命周期将会很长。
本技术已有授权专利2件（1、一种聚合物中空纤维复合纳滤膜的制备方法，中国发明授权专利号：ZL200510110158.5，2008.7.16；2、含六氟异丙醇基团的膜功能单体及其纳滤膜制备方法，中国发明授权号：CN102527265B，2013.11.27），已完成项目“海水淡化浓盐水资源化综合利用关键技术研究”上海市科技攻关项目11DZ1205200-上海电站辅机厂有限公司和华东理工大学）。
本项目采用纳滤膜-膜蒸馏处理海水淡化浓盐水及其资源化综合利用技术。
目前海水淡化浓盐水综合利用技术大都延续传统工艺和技术，采用制盐后老卤综合利用，相对独立，无法实现真正意义的零排放。
当前国内从海水中提取锂和海水淡化浓盐水制氯碱工业用精盐水的技术几乎还是空白，因此将纳滤和膜蒸馏等前沿技术应用于海水淡化浓盐水制氯碱工业用精盐水术，掌握高效的浓盐水提取锂方法势在必行。
采用海水淡化浓盐水资源利用装置，对纳滤-膜蒸馏和经纳滤-膜蒸馏-结晶的盐水进行实测，结果显示本技术可满足离子膜电解槽的淡盐水质量指标要求。
目前国内外膜蒸馏规模佰吨级，主要采用聚丙烯（PP）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚偏氟乙烯（PTFE）等平板膜和中空纤维膜，而华东理工大学采用静电纺丝法开发了超疏水PVDF（接触角大于150°），应用于膜蒸馏过程。
国内外高含盐纳滤膜规模仟吨级，主要采用聚酰胺（PA）、磺化聚醚砜（SPES）和含氟聚酰胺（F-PA）等纳滤膜，国外公司有美国Film-Tec公司、日本东丽公司、美国GE公司、美国DOW 公司等，而华东理工大学开发了含六氟异丙醇基团的二胺单体，采用界面聚合法制备了具有优良耐氯性能的含氟纳滤膜，具有自主知识产权（含六氟异丙醇基团的膜功能单体及其纳滤膜制备方法，中国发明授权号：CN102527265B，2013.11.27）。
0157.膜蒸馏技术处理甲醇废水
膜蒸馏技术处理甲醇废水膜蒸馏技术的研究始于20世纪60年代，由MEFindley提出，但当时由于受到技术条件的限制，效率不高。
20世纪80年代初由于高分子材料和制膜工艺的迅速发展，膜蒸馏显示出其实用潜力。
近20年来对这一新型膜分离过程的研究不断深入，无论在传质、传热机理方面，还是在应用方面的研究都取得了巨大的进步。
膜蒸馏作为物理与化学过程相结合的新型分离技术，是利用疏水微孔(膜)将两种不同温度的溶液分开，温度较高时溶液中易挥发物质呈气态透过膜进入另一侧，然后冷凝分离。
由于能在常压低温操作，可利用废热，适于小规模淡化和浓缩等一系列优点，常被用于海水淡化、超纯水制备、非挥发性物质水溶液的浓缩和结晶，挥发性物质水溶液的浓缩和分离等方面。
在进行污水处理的同时，达到治理及资源回收的综合效果。
(1)通过中空纤维膜蒸馏技术处理含甲醇工业废水的实验研究，证明聚偏氟乙烯中空纤维膜具有较好的稳定性和渗透性能。
膜蒸馏过程中，甲醇通量与料液温度、料液相甲醇浓度、料液相流量、膜两侧温差以及吸收液的流量成正比。
在料液中甲醇浓度为10mg/ml，料液温度为45~C，载液温度为20~C，两侧流速为l1.5ml/min的条件下，甲醇膜通量约为0.45x10-3kg/m2*h。
(2)对于浓度高达10mg/l 的甲醇废水溶液经处理后可降至0.03mg/1以下，可直接排人江河湖泊中，或作农业灌溉水。
(3)该法处理甲醇废水流程简单，只要根据甲醇含量的不同选择不同的参数。
此法易于控制和管理，可实现废水不废，化害为利的目的，经济意义甚为显著。
两段UASB工艺处理甲醇废水一般情况下，由甲醇直接转化为甲烷是最主要的途径，乙酸的形成要依赖于CO 或HCO3 -以及微量元素。
从吉布斯自由能来看，由甲醇生成乙酸可自发进行，厌氧生物处理甲醇的反应器中存在由甲醇形成乙酸的可能性与条件。
因此，甲醇废水的厌氧处理存在着这样的潜在危险，即乙酸的大量产生导致反应器中pH值下降而使产甲烷菌失去生物活性。
海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究
海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究
唐娜;陈明玉;袁建军
【期刊名称】《膜科学与技术》
【年(卷),期】2007(027)006
【摘要】采用PVDF中空纤维膜及PTFE微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为24 L/h时,进料侧浓盐水温度为346.35 K时,PVDF中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26 kg/(m2·h).而在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为120 L/h,进料侧浓盐水温度为340.15 K时,PTFE平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8 kg/(m2·h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】唐娜;陈明玉;袁建军
【作者单位】天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457;天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457;天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.真空膜蒸馏浓缩反渗透浓盐水的工艺研究 [J], 陈利;沈江南;阮慧敏
2.海水淡化浓盐水反渗透浓缩技术的研究 [J], 徐升
3.膜技术在海水淡化浓盐水资源化利用中的试验研究 [J], 周明;吴正雷;王磊;罗小勇
4.海水淡化浓盐水排放对
海洋环境影响及管理政策研究 [J], 胥建美;谢春刚;苏慧超;王付杉;孙靖
5.海水淡化浓盐水板式换热系统改造方案的研究 [J], 孟月;张波
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
PTFE中空纤维膜的亲水改性
使 Ｊ丹ＪＣＹ １ 接 触 角仪 （上 海方 瑞 仪器有 限
图 １ 水 通 量 测 试 装 置
水 通 量 （－『）的 计 算 公 式 为 ：
Ｊ— Ｖ （Ｓ ·ｆ）
（１）
式 中 ：Ｖ 为 透 过 液 体 积 ；Ｓ 为 巾 空 纤 维 膜 有 效
面 积 ； 为 过 滤 时 间 。
２ 结 果 与 讨 论
称 取 一 定 最 的 氟 碳 表 面 活 性 剂 丁 锥 彤 瓶 中 ，加 入二 氯 甲烷 磁 力搅拌 ２４ ｈ，待 氟 碳 表 面活 性 剂 完 全 溶 解 ；取 一 定 量 的 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 ＩｔＪ无 水 乙 醇超 ｊ｝ 清洗后 晾 ｛：，然后 将 中空纤 维膜 浸 入氟碳 表 面 活 性 剂 溶 液 进 行 组 装 ，一 定 时 间 后 取 ｆｆＩ晾 十 。 １．３ 测 试 与 表 征
使 用 自制 的水通 量 测试 装 置 （如 图 １所 示 ）测 试 亲 水 改 性 后 ＰＴＦＥ 巾空 纤 维 膜 的 水 通 量 。
１ １ 主 要 原 料 Ｉ ＴＦＥ 巾 空 纤 维 膜 （推 挤 膨 化 法 制 备 ），巾 材 科
技 股 份 有 限公 司 ；氟 碳 表 面 活 性 剂 ，上 海 瀛 科 技 有 限公 司 ；二 氯 烷 ，质 量 分 数 ９８ ，上 海 康 曼 生 物 科技 有 限公 司 ；无水 乙醇 ．杭 州 高 晶精 细 化工 试 齐０有 限 公 司 。 １．２ ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 的 亲 水 改 性
膜蒸馏技术现状及发展
膜蒸馏技术现状及发展王滔;姚金凤【摘要】详细介绍了膜蒸馏技术，包括基本原理，分类，性能评价标准等内容，并分别阐述了膜蒸馏技术在工业废水处理，海水淡化，纯水制备等领域的应用，指出膜蒸馏技术具有广阔应用前景。
%This thesis introduces membrane distillation technique in detail, such as basic principles, classification, performance evaluation criteria, etc. , and respectively illustrates its application in industrial waste water treatment, sea water desalination, preparation of pure water and other fields, and finally points out its wide application prospect of membrane distillation technique.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)004【总页数】3页(P144-146)【关键词】膜蒸馏;原理;截留率;膜通量;热效率【作者】王滔;姚金凤【作者单位】重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045;四川省远景建筑园林设计研究院有限公司,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】X7030 引言膜蒸馏(Membrane Distillation，简称MD)技术在1963年首次提出至此后的十多年间，一直没有引起人们的足够重视。
直至20世纪80年代初，随着高分子材料技术和制膜工艺技术的快速发展，膜蒸馏的潜力才随之显现出来。
尤其是近年来适合于蒸馏用的疏水性膜的成功研制，使该技术的开发和应用得到了更进一步的发展。
真空膜蒸馏技术在水处理中的应用进展
膜蒸 馏 （ ＭＤ， ｍ ｒｎ ｉｉａ ｏ ） Ｍｅ ｂａｅＤｓｌ ｔ ｎ 技术是 一种近 几年发展 ｔｌ ｉ 起来的新 型 膜 分 离技 术 。于 ２ ０世纪 ６ ０年 代 中期 由 Ｍ． ． Ｅ Ｆｎ ｌ －ｊ 出 。膜 蒸 馏 有 四 种 不 同 的 形 式 ： 接 接 触 式 膜 ｉ ｅ ３提 ｄｙ 直 蒸馏（ Ｃ Ｄ ＭＤ） 真空膜蒸馏 （ ＭＤ） 气 隙式膜蒸 馏 （ Ｇ 、 Ｖ 、 Ａ ＭＤ） 吹 、 扫气膜蒸 馏（ Ｇ ） Ｓ ＭＤ 。真空膜蒸馏 （ ＭＤ） Ｖ 发展 于 ２ ０世纪 ７ ０年 代后期 ， 晚于其 它三种膜蒸馏 Ｊ但作为一种新 型的膜分 离技 ，
Ｔｈ ｒｎ ｉ ｅ ｆＷＯ ｋ ａ ｄ ｆ ａｕ ｅ ｆｔ ｅ ｖ ｃ ｕ ｍｅ ｒ ｎ ｉｔ ｌｔｏ ｒ ｕ ｅ ｐ ｃｐｌｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｈ ａ ｕ ｍ ｍｂ ａ ｅ ｄ ｓｉ ａｉ ｎ ｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｚ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｐｌ ａｉ ｎ ｏ ａ ｕ ｍ ｉ ｌ ｉ ｒｅ ｎ ｈ ｐ ｉ ｔｏ ｆｖ ｃ ｕ ｃ ｍｅ ｒ ｎ ｉｔｌ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｂ ｎ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｒ ｍ ｅ ｗａｅ ｅ ａ ｉ ｔｏ ｍｂ ａ ｅ ｄ ｓｉ ａ ｉｎ ｉ ｈ ｒ ｅ ｗａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｆｏ ｓ ａ ｔｒ ｄ ｓ ｌ ｉｎ．ｔ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆ ｗａ ｔ ｗａ ｅ ｎ ｕ ｔｉｌａ ｄ ｌ ｉ ｎａ ｈ ｒ ａｍｅ ｔｏ ｓｅ ｔｒ ｉ ｄ ｓｒａ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｏ ｈ ｎ ｓ ｒ ｄｔ ｎ ｌｍｅ ｃ ｎ ｈ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｆｃ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｉ ａ ｄｉｉ ｅ，ａ ｈ ｕ ｕｒ ｆｔ ｉ ｅ ｔ ｃ ｎｏｏ ｙ ｏ ｔ ｒｔｅ ｔ ｎｔｗａ ｕ ｏ ｗａ ｄ． ｏ ｎｄ ｔ ｅ ｆｔ ｅ ｏ ｓｎ ｗ ｅ ｈ ｌ ｇ ｆｗａｅ ｒ ａ ｍｅ ｓｐ ｔｆｒ ｒ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ：ｖ ｃ ｍ ｍｂ ａ ｅ ｄ ｓｉｌｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｕｕ ｍｅ ｒ ｎ ｉｔｌ ｉｎ；ｂ ｉ ｅ ｆｏ ｓ ａ ｔｒｄｅ ａｉ ａ ｉｎ；ｉ ｄ ｔｉｌｗａ ｔ ｗａ ｅ ；ｔ ｏ ｅ ｔａ ａ ｒｎ ｍ ｅ ｗａｅ ｓ ｌｎ ｔ ｒ ｏ ｎ ｕｓｒａ ｓｅ ｔｒ ｈｅ ｃ ｎｃ ｎ ｒ — ｔ ｎ ｏ ｈ ｎ ｓ ｒ ｄｉ ｎ ｌｍｅ ｉｉ ｅ ｉ ｆｃ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｔ ａ ｄ ｃｎ ｏ ｏ
膜蒸馏技术概况
文章编号:1007-8924(2007)06-0093-04研究简报海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究唐 娜,陈明玉,袁建军(天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457)摘 要:采用PVDF 中空纤维膜及PTFE 微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2kPa,浓盐水流量为24L/h 时,进料侧浓盐水温度为346.35K 时,PVDF 中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26kg /(m 2 h).而在真空侧压力为2kPa,浓盐水流量为120L/h,进料侧浓盐水温度为340.15K 时,PT FE 平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8kg/(m 2h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.关键词:海水淡化;浓盐水;真空膜蒸馏;PVDF 中空纤维膜;PTFE 平板膜中图分类号:TQ028.8 文献标识码:A 淡水资源短缺成为当今社会发展的重要问题,海水淡化是淡水来源的途径之一.目前,从海水或苦咸水获得淡水的主要方法有:电渗析法、蒸发法、多效蒸馏法和反渗透法等.膜蒸馏技术是近年来的一种新型膜分离技术,根据下游侧挥发组分蒸汽冷凝方法或排除方法不同,膜蒸馏过程可分为[1]:直接接触式膜蒸馏(DCM D)、空气隙式膜蒸馏(AGMD)、真空(减压)膜蒸馏(VM D)和气体吹扫式膜蒸馏(SGM D)4种操作方式,以及近几年来发展起来的恒温气流吹扫式膜蒸馏.真空膜蒸馏(VMD)技术以其独特的优点,有望广泛应用于海水淡化、苦咸水淡化、水溶液处理、溶液浓缩以及环境保护等领域[2-5].目前尚未见将膜蒸馏技术应用于海水淡化浓盐水处理过程的研究报道.本文采用天津膜天膜工程技术有限公司生产的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水微孔膜,以及上海大宫新材料有限公司生产的聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜作为实验用膜,以天津市1000t/d 海水淡化示范工程反渗透浓盐水为原料,进行真空膜蒸馏技术在海水淡化浓盐水方面的应用研究.结合海水淡化工程与日晒海盐生产过程,获得淡水的同时节省海盐生产的滩涂面积,从而降低海盐生产成本.研究结果表明:膜蒸馏技术应用于海水淡化浓盐水处理具有广阔的应用前景.1 实验部分1.1 材料及设备PVDF 中空纤维膜组件,天津膜天膜工程技术有限公司;上海大宫新材料有限公司生产的PTFE 疏水微孔膜,根据其支撑材料的不同称其为1#及2#组件.超级恒温循环水浴,南京大学应用物理研究所;低温冷却液循环泵,宁波天恒仪器厂;电导率仪,天津市盛邦电器厂.1.2 实验用海水淡化浓水本实验用海水淡化浓水为天津市1000t/d 反渗透(RO)法海水淡化产出的6波美度浓盐水,盐度约为6%.1.3 实验装置本研究的VM D 实验装置如图1所示.收稿日期:2006-07-13;修改稿收到日期:2006-12-25基金项目:天津市自然科学基金资助项目(06YF JM JC04000)作者简介:唐 娜(1972-),女,辽宁海城市人,博士,副教授,主要从事海卤水资源综合利用、海水淡化、膜分离等,tjtangna@第27卷 第6期膜 科 学 与 技 术Vol.27 No.62007年12月M EM BRAN E SCI EN CE AN D T ECHNOL OGY Dec.2007图1 真空膜蒸馏海水淡化实验装置Fig.1 Schematic diagram of VM D ex perimental setup海水淡化浓盐水用盐水泵由储槽经流量计计量后打入蛇管换热器加热,恒温水浴控温,然后进入膜组件,膜蒸馏浓缩的盐水由膜组件流出后进入储槽使原料增浓.透过膜蒸馏组件的水蒸汽经蛇管冷凝器冷却后成为VMD 产品水,进入淡水收集瓶中.1.4 膜蒸馏过程性能参数测定1.4.1 渗透通量在膜蒸馏过程中,渗透通量是重要的工艺指标[6-8].影响渗透通量的因素有溶液浓度、温度(温度差)、流动状态和膜结构等.其计算式如式(1)所示:J =WA t(1)式中,J 为VMD 过程渗透通量,kg/(m 2 h);W 为一定时间测定的膜下游冷凝水的质量,kg;A 为膜的有效面积,m 2;t 为收集W (kg)冷凝水所需的时间,h.1.4.2 截留率(脱盐率)描述M D 过程的另一重要的工艺参数是截留率,MD 过程理论上的截留率应为100%,但实际上由于膜本身某些缺陷(个别膜孔太大或有针孔裂纹等),使截留率达不到100%.其计算式如式(2)所示.R =C F -C P C F100%(2)式中,R 为截留率(脱盐率),%;C F 为溶液中Cl -的浓度,g/L 或电导率, S/cm;C P 为膜下游冷凝水中Cl -的浓度,g/L 或电导率, S/cm.本研究采用容量法测定产品水的脱盐率.2 结果与讨论本研究采用天津膜天膜公司的PVDF 中空纤维膜组件以及上海大宫的PTFE 1#及2#商品平板膜,对海水淡化浓盐水的膜蒸馏性能进行研究.2.1 PVDF 中空纤维膜组件的VMD 实验结果及讨论在真空侧压力为2kPa,浓盐水流量为24L/h 时,研究了不同进料温度对PVDF 膜真空膜蒸馏通量的影响,结果如图2所示.图2 流量为24L/h 时进料温度对PV DF膜组件VM D 通量的影响Fig.2 VM D flux of P VDF membrane v ersus feedtemperature at the flow rate of 24L /h由图2可知,在真空侧压力和流量一定的条件下,VM D 过程膜通量随温度的升高而增大.这是因为随着料液温度的提高,热侧饱和蒸汽压也随着提高,增加了膜两侧的传质推动力.但料液温度不能无限提高,这一方面要考虑膜材料使用温度的限制,另94 膜 科 学 与 技 术第27卷一方面还要考虑温度过高,必将影响过程的节能.PVDF 膜组件VM D 过程产品水脱盐率测定结果如表1所示.表1 PVDF 膜组件VM D 产品水脱盐率测定结果T able 1 Salt reject ion of V M D product w aterfor PVDF membrane进料温度T /K[Cl -]/(g L -1)进料浓盐水V M D 产品水R /%318.4533.02090.361698.9323.7533.02090.560198.3330.9533.02090.436098.7336.9533.02090.620498.1341.6533.02090.553098.3346.3533.02090.436098.7由表1测定结果表明,PVDF 膜组件应用于海水淡化浓盐水的VMD 过程,产品水脱盐率均在98%以上.2.2 PTF E 1#平板膜组件的V MD 实验结果及讨论研究采用的上海大宫新材料有限公司PTFE 微孔膜1#平板膜组件,其平均孔径为0.2 m.2.2.1 VMD 工艺影响因素显著性分析采用正交设计进行实验方法设计,真空侧压力为2kPa 时,改变原料液流量以及料液温度,然后将实验数据进行方差分析,以确定对VMD 通量影响因素的显著性.原料同样为RO 反渗透浓水.实验数据方差分析见表2.表2 PTFE 1#平板膜组件VM D 实验结果方差分析表T able 2 Analysis of v ar iance of experimental resultsfor N o.1PT F E flat membrane方差来源平方和自由度均方差F 值V 67.47322.49F V =1.226T 539.233179.74F T =9.8误差165.09918.34总和771.7915查F 分布表知F 0.95(3,9)=3.086,并由表2可知,F V = 1.226<F 0.95(3,9),而F T =9.8>F 0.95(3,9),故温度因素对渗透通量影响显著,而流量对渗透通量的影响不显著.因此,膜组件的VM D 过程进料温度是工艺控制过程的关键因素.2.2.2 VM D 工艺控制参数对通量的影响PTFE 1#膜组件应用于海水淡化浓盐水VMD 过程工艺控制参数对通量的影响如图3所示.图3 进料温度及流量对PT F E 1#膜组件V M D 通量的影响F ig.3 V M D flux versus feed temperature andflow for N o.1PT F E membrane由图3可知,随着流量的增加,组件VMD 通量的增加趋势不明显;而随着温度的增加,其通量明显增大,在340.15K 时,组件通量达24kg/(m 2h)以上.由图3得出的直观性结论与上述方差分析所得出的结论相吻合,对下一步指导中试实验具有理论上的指导意义.2.2.3 VM D 过程产品水脱盐率的测定PTFE 1#组件VMD 过程产品水脱盐率的测定结果如表3所示.表3 PTFE 1#膜组件VMD 实验脱盐率测定结果T able 3 Salt r ejection o f V M D product waterfor No.1PT FE membrane%V /(L h -1)进料温度T /K 325.15330.15335.15340.156098.6699.2799.2798.789099.4099.5198.9099.3712099.2797.7698.7698.5215099.1698.7198.5598.80上述测定结果表明:PTFE 1#膜组件应用于海水淡化浓盐水的VMD 过程,产品水脱盐率均在98%以上.2.3 PTFE 2#平板膜组件的VMD 实验结果及讨论在真空侧压力为2kPa 时,研究了不同进料温度及流量对PTFE 2#膜组件VMD 过程通量的影响.结果如图4所示.由图4可见,随进料温度的增大,组件膜蒸馏通量明显增大,进料流量对组件的通量影响不明显.第6期唐 娜等:海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究 95图4 进料温度及流量对PT F E 2#平板膜组件V M D 通量的影响Fig.4 VM D flux v ersus feed temper ature andflow for No.2PT FE membrane3 结论1)采用PVDF 中空纤维膜组件,PTFE 1#及2#平板膜组件对海水淡化浓盐水进行了膜蒸馏过程研究;2)在真空侧压力为2kPa,浓盐水流量为24L/h 时,进料侧浓盐水温度为346.35K 时,PVDF 中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26kg/(m 2h).在真空侧压力为2kPa,浓盐水流量为120L/h,进料侧浓盐水温度为340.15K 时,PTFE 平板膜组件的膜蒸馏通量达24.8kg /(m 2 h);3)膜蒸馏技术应用于海水淡化浓水处理过程具有广阔的应用空间.参考文献[1]高 振,朱春英,徐世昌,等.真空膜蒸馏过程影响因素研究[J].海湖盐与化工,2004,34(1):10-13.[2]于德贤,于德良,韩 彬,等.膜蒸馏海水淡化研究[J].膜科学与技术,2002,22(1):17-20.[3]杜 军,刘振华,陶长元,等.减压膜蒸馏法处理含铬离子水溶液的实验研究[J].水处理技术,2000,26(5):264-266.[4]Bandini S,Sar ti G C.Concentration of must throug h vacuum membrane distillation[J].Desalination,2002,(149):253-259.[5]Z hang G Q ,A hang Q X,Zhou K G.Study o n concentrating sulfuric acid solut ion by vacuum membr ane distillat ion [J].Journal of Central South U niversity of T echnolog y,1999,6(2):99-102.[6]毛尚良.减压膜蒸馏法的研究[J].水处理技术,1994,20(5):267-270.[7]林斯清,张维润.海水淡化的现状与未来[J].水处理技术,2000,26(1):7-12.[8]L i Baoan,Sirkar K K.Novel membrane and dev ice forv acuum membrane di stillation-based desalinat ion process [J].J M embr Sci,2005,257:60-75.Vacuum membrane distillation for brine from S WROdesalination processT AN G N a ,CH EN M ingy u ,Y UAN Jianj un(College of Marine Science and Engineering,Tianjin University of Science &Technology ,T ianjin 300457,China)Abstract:PVDF hollow fiber membrane module and PTFE flat membrane module were compared in the vacuum membrane distillation processes for brine from SWRO desalination process.T he results indicated that the tem perature w as the critical key factor affecting the flux of VMD process of the brine.T he pure w ater flux of PVDF hollow fiber membrane module was 13.26kg /(m 2 h)under the follow ing conditions:the vacuum of 2kPa,the brine flux of 24L/h,and the feed brine temperature of 346.35K.The pure water flux of PTFE flat membrane module w as 24.8kg/(m 2 h)when the operating conditions were the vacuum of 2kPa,the brine flux of 120L/h,and the feed brine tem perature of 340.15K.Experiment results demonstrated VMD technology has prom is ing future in treating brine from seaw ater desalination.Key words:seaw ater desalination;brine;vacuum membrane distillation;PVDF hollow fiber membrane;PTFE flat membrane96 膜 科 学 与 技 术第27卷。
膜蒸馏海水淡化实验——介绍一个新型的膜分离化工实验
膜蒸馏海水淡化实验——介绍一个新型的膜分离化工实验高明丽;冯红艳;蒋晨啸;纪文根;徐婷婷;王钰煕【摘要】介绍了一个应用于本科教学的膜分离化工实验项目,实验中考查了膜蒸馏海水淡化的效果.学生从本实验中了解了膜蒸馏相关的前沿知识,学习了膜蒸馏海水淡化的实验技术,同时增加了将科技成果转变为生产力的应用意识.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2018(033)009【总页数】6页(P82-87)【关键词】本科教学;化工实验;膜蒸馏;海水淡化【作者】高明丽;冯红艳;蒋晨啸;纪文根;徐婷婷;王钰煕【作者单位】化学国家级实验教学示范中心(中国科学技术大学),合肥 230026;化学国家级实验教学示范中心(中国科学技术大学),合肥 230026;中国科学技术大学化学与材料科学学院,合肥 230026;中国科学技术大学化学与材料科学学院,合肥230026;中国科学技术大学化学与材料科学学院,合肥 230026;化学国家级实验教学示范中心(中国科学技术大学),合肥 230026【正文语种】中文【中图分类】G64;O6-3化工基础实验是我校化学国家级实验教学示范中心的工科类基础实验课，授课对象主要是化学与材料科学学院高年级本科生。
相比于工科院校把学生培养成工程技术人员的目标，理科院校化学类专业则更倾向于把学生培养成研发、教学人员，因此更要注重培养学生的创新意识、工程意识，以及将科研成果转化为生产力的能力。
在近年的持续建设中，我院化工实验课程形成了有自身特色的实验课程体系[1,2]，除了传统的化工基础实验外，还发展了一些由前沿科研成果转化而来的新型膜分离实验[3,4]。
本文介绍了一个应用于化工基础实验教学的膜蒸馏海水淡化实验。
膜蒸馏(membrance distillation，MD)是传统蒸馏工业与膜分离技术相结合的一种液体分离技术，具有很好的工业应用前景[5]。
当今淡水资源短缺，而海水资源丰富，膜蒸馏是一项很有工业应用前景的海水脱盐技术[6]。
太阳能空气隙膜蒸馏海水淡化的试验
太阳能空气隙膜蒸馏海水淡化的试验薛喜东;张丹;李露;卜建伟;邵天宝;潘春佑;张乾【摘要】基于自主设计的新型空气隙膜蒸馏组件,建立了一套具有内部热量回收的太阳能空气隙膜蒸馏海水淡化系统,研究了料液流量、中空纤维缠绕角度、太阳辐照量以及天气对太阳能膜蒸馏系统产水性能的影响.结果表明:料液流量的增加在提高膜通量的同时,会牺牲一定的造水比;在一定范围内,中空纤维缠绕角度的减小有利于膜通量和造水比的提高;系统的日产水量随季节变化幅度较大,且晴天的日产水量明显高于阴天;日产水量和日造水比与太阳辐照量的变化趋势一致.当太阳能集热面积为2.38 m2、膜面积为0.6m2、料液流量为50 L/h时,最大膜通量为5.1kg/(m2·h),最大日造水比为3.2,最大日产水量为21.7 L/d,产水电导率稳定在20.0 μS/cm以下.太阳能膜蒸馏系统运行稳定,性能可靠,在电能和淡水资源短缺的偏远地区具有很好的应用价值.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2018(037)009【总页数】7页(P113-119)【关键词】海水淡化;空气隙膜蒸馏;太阳能;太阳辐照量;中空纤维;试验【作者】薛喜东;张丹;李露;卜建伟;邵天宝;潘春佑;张乾【作者单位】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;艾地盟生物科技<天津>有限公司,天津300452;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192【正文语种】中文【中图分类】P747.7太阳能膜蒸馏(SP-MD)是一种新型的海水淡化技术，该技术以太阳能作为热源，驱动膜蒸馏系统进行海水淡化，从而获取高品质淡水，充分利用了膜蒸馏技术操作温度低和太阳能可再生、经济等优点[1-2]，具有节能、环保双重效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
４。 图４ 为 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 的 孔 径 分 布 图 。 由 表 范 围 变 宽 。
表４ ４种 ＰＴＦＥ中空纤维膜结构参数和表面水接触角
膜丝 内径／ｍｍ 外径／ｍｍ 壁厚／ｍｍ 泡点压力／ＭＰａ 平均孔径／μｍ
孔 隙 率／％
表 面 水 接 触 角／（°）
Ａ
０．８
２．２
０．７０
１．３ 测 试 与 表 征 采 用 德 国 卡 尔 蔡 司 公 司 ＥＶＯ ＭＡ ２５ 型 场 发
射 扫 描 电 镜 （ＦＥＳＥＭ）观 察 中 空 纤 维 膜 的 微 观 形 貌 ；采 用 ＰＳＤＡ－２０ 孔 径 分 析 仪（南 京 高 谦 功 能 材 料 科 技 有 限 公 司）测 试 中 空 纤 维 膜 的 平 均 孔 径 、最 大 孔 径 、泡 点 压 力 和 孔 径 分 布 ，测 试 液 为 ＧＱ－１６，其 表 面 张 力 为１６ｍＮ／ｍ；采 用 ＡｕｔｏＰｏｒｅ ９５００ 型 压 汞 仪（麦 克 默 瑞 提 克 上 海 仪 器 有 限 公 司 ）测 试 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 的 孔 隙 率 ；采 用 德 国 克 吕 士 公 司 Ｋ１００ 全 自 动 表 面 张 力 仪 测 试 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 的 动 态 水 接 触 角 ，每 种 中 空 纤 维 膜 平 行 测 定 ５ 次 ，取 平 均 值 ；采 用 ＤＤＳＪ－３０８Ｆ电 导 率 仪 （上 海 仪 电 科 学 仪 器 股 份 有 限 公 司 ）测 试 浓 海 水 和 膜 蒸 馏 产 水 中 的 电 导率。
Ｃｆ＝ＶＶ１２
（５）
式中：Ｃｆ 为浓缩 倍 数，Ｖ１ 为 浓 缩 前 浓 海 水 的 体
积（ｍＬ），Ｖ２ 为浓缩后浓海水的体积（ｍＬ）。
第４期
刘加云等：基于 ＰＴＦＥ 中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水
３８５
图２ ＶＭＤ 实验装置
２ 结 果 与 讨 论
图３可见，用“推 压—拉 伸—烧 结”法 制 备 的 中 空 纤 维 膜 具 有 不 对 称 的 微 孔 结 构 ，呈 外 侧 致 密 、内 侧 疏 松
表 ３ 浓 海 水 指 标
指 标 浓 度／（ｍｇ／Ｌ）
电 导 率／
ｐＨ
Ｎａ＋
Ｋ＋
Ｃａ２＋
Ｍｇ２＋
Ｃｌ－
ＳＯ２４－
合计
（μＳ／ｃｍ）
２７９
２３ ５２１
１ ４９８
３９ ４３６
５３ ３８０
８．２
磁 式 空 气 压 缩 机 ＡＣＯ－３２８（广 东 海 利 集 团 有 限 公 司 ）；ＳＨＢ－Ⅲ 循 环 水 式 多 用 真 空 泵 （杭 州 惠 创 仪 器 设 备 有 限 公 司 ）；电 子 天 平 （上 海 菁 海 仪 器 公 司 ）。
浙 江 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ），第 ３１ 卷 ，第 ４ 期 ，２０１４ 年 ７ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｓｃｉ－Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．４，Ｊｕｌ．２０１４
文章编号：１６７３－３８５１ （２０１４）０４－０３８３－０６
３８４
浙 江 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２０１４ 年 第 ３１ 卷
表 １ 挤 出 头 参 数 和 拉 伸 比
膜丝编号 Ａ Ｂ Ｃ
料腔内径 ｄ１／ｍｍ 中心杆外径 ｄ２／ｍｍ 挤出头内径 ｄ３／ｍｍ
４３．６
３８６
浙 江 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２０１４ 年 第 ３１ 卷
外侧比内侧承受更 大 的 滑 移 阻 力，因 此 外 侧 树 脂 填 ４ 可 知 ，挤 出 头 尺 寸 主 要 是 影 响 中 空 纤 维 膜 的 壁
２．１ ＰＴＦＥ 中空纤维膜的微孔结构
多孔的海 岛 状 结 构。 其 主 要 原 因 是，ＰＴＦＥ 中 空 管
图３为 ＰＴＦＥ 中空纤维膜的 ＦＥＳＥＭ 照片。由 在挤出过程中，外侧比内侧受到的挤压力更大，同时
图３ ＰＴＦＥ 中空纤维膜的电镜照片 （ａ１－ａ３，膜 Ａ；ｂ１－ｂ３，膜 Ｂ；ｃ１－ｃ３，膜 Ｃ；ｄ１－ｄ３，膜 Ｄ；ａ１－ｄ１，截 面 ；ａ２－ｄ２，外 表 面 ；ａ３－ｄ３，内 表 面）
表 ２ 膜 组 件 规 格
膜丝编号
内 径／ｍｍ
外 径／ｍｍ
膜 丝 数 量／根
有效长度／ｍ 有效膜面积（内表面）／ｍ２
Ａ
０．８
２．２
Ｂ
０．８
２．２
Ｃ
０．８
１．６
Ｄ
０．８
１．６
４０ ４０ ４０ ４０
０．４５ ０．４５ ０．４５ ０．４５
０．０４３ ０．０４３ ０．０４３ ０．０４３
拉 伸 比 （１８０％ 和 ２２０％ ，见
表 １），制 备 出 ４ 种 不 同 孔
径 和 壁 厚 的 ＰＴＦＥ 中 空 纤
维 膜 ，分 别 编 号 为 Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ。
图 １ 推 压 机 的 挤 出 头
收 稿 日 期 ：２０１３－１１－０７ 基金项目：国家科技支撑计划（２０１３ＢＡＣ０１Ｂ０１）；教育部新世纪优秀 人 才 支 撑 计 划（ＮＣＥＴ－１０－０９８０）；浙 江 省 重 大 科 技 专 项 重 大 社 会 发 展 项 目 （２０１２Ｃ１３００６－２）；浙 江 省 公 益 性 技 术 应 用 研 究 计 划 项 目 （２０１２Ｃ２１０２７）。 作者简介：刘加云（１９８８－），男，安徽合肥人，硕士研究生，主要研究方向为 ＰＴＦＥ 膜材料及在膜蒸馏中的应用。 通 信 作 者 ：郭 玉 海 ，电 子 邮 箱 ：Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｙｈ＠ｚｓｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
关键词：ＰＴＦＥ 中空纤维膜；真空膜蒸馏；浓海水 中 图 分 类 号 ：ＴＱ９５ 文 献 标 志 码 ：Ａ
０ 引 言
目 前 ，海 水 淡 化 技 术 如 反 渗 透 、多 效 蒸 发 和 多 级闪 蒸 ，一 般 其 淡 水 回 收 率 为 ４０％ ～５５％ ，从 而 产 生 大 量 含 盐 量 较 高 的 浓 海 水 。 ［１］ 海 水 淡 化 厂 目 前 处理浓海水的主要方式是将其直接排回海中。浓 海 水 含 盐 量 较 高 ，在 海 水 淡 化 过 程 中 又 添 加 阻 垢 剂 、杀 生 剂 等 化 学 试 剂 ，因 此 浓 海 水 的 直 接 排 放 会 对 海 洋 生 态 环 境 造 成 严 重 影 响 。 ［２－３］ 高 浓 高 纯 的 浓海水可以直接用于纯碱和氯碱行业。从浓海水 中 可 提 取 钾 、溴 ，制 镁 等 ，其 浓 度 越 高 ，经 济 效 益 越 显著。
膜分 离 技 术 对 无 机 盐、大 分 子 等 不 挥 发 性 组 分 的截留率接 近 １００％，并 且 可 以 处 理 高 含 盐 量 的 浓 水 。 ［４－５］ 在膜蒸馏中，疏水性微孔膜材料是 关 键。 在 众多 材 料 中，ＰＴＦＥ 具 有 强 疏 水 性，且 耐 酸 碱、耐 高 温，是膜蒸馏的理想材料 。 ［６］
电导 率，通 过 下 列 公 式 计 算 膜 通 量 Ｊ，脱 盐 率 Ｒ，料
液浓缩倍数 Ｃｆ：
Ｊ＝Ｗ／（Ｓ．ｔ）
（３）
式中：Ｊ 为 膜 通 量 （ｋｇ／ｍ２ ·ｈ）；Ｗ 为 产 水 质 量
（ｋｇ）；Ｓ 为有效膜面积（ｍ２）；ｔ为产水时间（ｈ）。
Ｒ＝ｐ１－ｐ２ ｐ１
（４）
式中：Ｒ 为 脱 盐 率，ｐ１ 为 料 液 的 电 导 率 （μＳ／ ｃｍ），ｐ２ 为产水的电导率（μＳ／ｃｍ）。
打开蠕动泵，调节 转 速，使 液 体 流 量 计 达 到 定 值；再
打 开 真 空 泵 ，调 节 真 空 度 到 定 值 ；热 侧 料 液 流 经 中 空
纤维膜孔内部，水 蒸 气 透 过 膜 孔，在 冷 凝 管 中 冷 凝，
并用产水收集器收集。用电子天平称量产水收集器
和干燥器的质量 增 重，即 为 产 水 的 质 量。 测 试 产 水
充紧密而内侧疏松。
厚 ，而 对 平 均 孔 径 和 孔 隙 率 影 响 较 小 。 对 平 均 孔
采 用 不 同 尺 寸 挤 出 头 和 拉 伸 阶 段 的 拉 伸 比 ， 径 和 孔 隙 率 影 响 大 的 因 素 为 拉 伸 比 ，当 拉 伸 比 增
制 备 出 ４ 种 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 ，其 结 构 参 数 见 表 加 时 ，纤 维 伸 长 ，孔 径 增 大 ，孔 隙 率 提 高 ，孔 径 分 布
基于 ＰＴＦＥ中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水
刘 加 云 ，朱 海 霖 ，郭 玉 海 ，陈 建 勇
（浙江理工大学材料与纺织学院浙江省丝纤维材料和加工技术重点实验室，杭州 ３１００１８）
摘 要：通过调节挤出头的尺寸 和 拉 伸 倍 数，制 备 出 ４ 种 不 同 壁 厚 和 孔 径 的 聚 四 氟 乙 烯 （ＰＴＦＥ）中 空 纤 维 膜。 将 ＰＴＦＥ 中空纤维膜制成膜组件，采用真空膜蒸馏（ＶＭＤ）技 术 处 理 浓 海 水。研 究 了 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜 的 壁 厚 和 孔 径、料液 温 度 和 流 速、冷 侧 真 空 度 等 对 产 水 通 量 和 脱 盐 率 的 影 响。 结 果 表 明：减 小 膜 丝 壁 厚、增 加 膜 孔 径、提 高 料 液 温度、料液流速和冷侧真空度 均 可 增 加 产 水 通 量。 但 产 水 通 量 随 浓 缩 倍 数 的 增 加 而 减 小。 整 个 实 验 过 程 中，４ 种 ＰＴＦＥ 中空纤维膜的脱盐率均保持在９９．５％以上，且不受操作条件的影响。
２．２ ＰＴＦＥ 中空纤维膜的表面水接触角
产水通量和脱盐 率 的 影 响。 由 图 ５ 可 见，恒 定 冷 侧
本文 采 用 课 题 组 发 明 的 “推 压—拉 伸—烧 结 ” 法［６］，并通过控制挤出头参数和拉伸倍数，制备 ４ 种 不同壁厚 和 孔 径 的 ＰＴＦＥ 中 空 纤 维 膜。 以 浓 海 水