膜蒸馏在水处理中的应用ppt课件 20页

膜蒸馏技术报告人：单晓月\n一、膜蒸馏技术简介二、膜蒸馏在水处理中的应用三、膜蒸馏技术的发展趋势及存在问题\n膜蒸馏基本原理膜蒸馏的分类膜蒸馏实验装置膜蒸馏的影响因素膜蒸馏技术优点膜污染问题膜蒸馏技术简介一、膜蒸馏技术简介\n膜蒸馏基本原理膜蒸馏是用多孔疏水膜将两个处于不同温度下的液体或溶液分开的过程。当多孔疏水膜把不同温度的水溶液分开时,由于膜的疏水性,膜两侧的水溶液都不能通过膜进入另一侧,但由于T1大于T2,因此T1侧的水蒸气压高于T2侧的水蒸气压,T1侧的水蒸气分子就会通过膜孔进入到T2侧并冷凝下来。膜蒸馏技术是传统的蒸馏过程与膜分离技术的结合。\n膜蒸馏基本原理图1膜蒸馏原理图\n膜蒸馏的分类根据冷凝方式的不同,膜蒸馏过程可以分为直接接触式(DCMD)、空气气隙式(AGMD)、气体吹扫式(SGMD)和真空式(VMD)（也称减压式）4种操作方式。各种形式都有其优点，无论哪种形式的膜蒸馏,水或挥发性溶质都是以汽态形式透过膜,在膜的另一侧被冷凝或引出。\n膜蒸馏实验装置图2膜蒸馏装置图\n膜蒸馏的影响因素表征膜蒸馏过程的重要参数是膜通量和截留率，过程受以下因素影响：膜材料与结构热侧与冷侧液体的温度两侧溶液的流动状态溶液浓度两侧压差\n膜蒸馏技术优点截留率高。操作压力低。操作温度低。处理液与膜之间不发生化学反应。对膜的机械强度要求很低。操作时所需的汽相空间很小。设备简单、形式多样。\n膜污染问题膜蒸馏过程中,随着分离的进行，由于浓差极化和无机盐溶解度随温度的变化,膜表面会出现沉积物。沉积物会破坏膜的疏水性影响渗透液的质量,同时影响膜蒸馏传递过程降低渗透通量，从而形成膜污染。在实际应用过程中,膜蒸馏可能会遇到不同种类及浓度的溶液,膜污染是不可避免的。但可以减少膜污染生成，如未处理的苦咸水含有难溶无机盐,在无机盐浓度较低时,通过料液预处理剔除不溶物可以有效防止沉积物的出现。\n膜蒸馏在水处理中的应用处理有机挥发性化合物处理非挥发性溶质水溶液由海水和苦咸水制备淡水制备超纯水二、膜蒸馏在水处理中的应用\n处理有机挥发性化合物膜蒸馏的推动力来自于膜两侧的蒸汽压差，这使得去除水溶液中的挥发性物质成为可能。尤其是真空膜蒸馏在处理挥发性有机物方面有着重要作用。沈志松等人用真空膜蒸馏技术处理丙烯腈废水，其去除率达到98%以上，出水低于5mg/L，达到了规定的排放要求。杜军等人同样采用真空膜蒸馏处理含苯酚的模拟废水和含铬的模拟废水，去除率也达到99%以上。由此可见膜蒸馏在处理废水方面有着巨大的潜力。\n处理非挥发性溶质水溶液真空膜蒸馏技术在对非挥发性溶质水溶液的浓缩的研究和应用也相当广泛。唐建军等利用膜蒸馏对NaAlO2、NaOH及Na2CO3等非挥发性组分的截留率进行浓缩研究,结果表明:截留率均不低于97%,蒸馏液的pH值约13,能有效的浓缩碳分母液,而且在实际操作中,温度越高、真空侧压力越低,料液流速越大,水的蒸馏通量越大,对加快浓缩过程越有利。\n由海水和苦咸水制备淡水将膜蒸馏技术应用于海水、苦咸水淡化的优点非常明显，其过程在常温和常压下进行，结构简单，操作方便。根据冷凝方法不同，可分为：直接接触膜蒸（DCMD)、空气隙膜蒸馏（AGMD）、吹扫气膜蒸馏（SGMD）和真空膜蒸（VMD）。\n由海水和苦咸水制备淡水真空膜蒸馏用膜材料应满足疏水性和适宜的微孔性，同时应该有足够的机械度、好的热稳定性、化学稳定性以及低的导热系数。现在主要膜材料有聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯（PP）和聚偏氟乙烯（PVDF）。上述3种材料中，聚偏氟乙烯（PVDF）的疏水性、耐热性和可溶性使之成为膜蒸馏用的理想材料，而且聚偏氟乙烯膜较聚四氟乙烯膜易制备，可开发的潜力较大。\n由海水和苦咸水制备淡水图3真空膜蒸馏海水淡化实验装置\n由海水和苦咸水制备淡水聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微孔膜在真空膜蒸馏海水淡化实验中，海水温度为55℃时，经一次过程获得的淡化水含盐量均低于自来水的含盐量，脱盐率达99.7%以上。唐娜等以天津市渤海湾海水为原料，研究了自制聚丙烯(PP)平板膜组件的VMD性能。当真空侧压力为3kPa、进料温度323.15K、流量为50L·h-1时，渤海湾预处理海水VMD过程的水通达10.56kg·m-2·h-1。渤海湾海水VMD过程产品水的脱盐率均在99.8%以上。如果利用工业上使用的海水余热或用工业废热加热海水进行膜蒸馏海水淡化，则使膜蒸馏技术在海水淡化工程中有更强的竞争力。\n制备超纯水膜蒸馏NaCl水溶液实验装置流程图膜蒸馏具有较高的截留率，加之膜的疏水性，在理论上能通过膜孔的只有水蒸气，因此能够得到电导率极低的纯水。Karakulski等对比了不同的造水膜过程，最后认为膜蒸馏制备的水是质量最好的，其产出的水电导可达0.8μs/cm，固溶物质量分率达0.6×10－6。\n三、膜蒸馏研究的发展趋势及存在问题研制分离性能好，价格低廉，耐腐蚀的膜材料。膜过程的组合使用，是今后膜技术应用的一个重要方向。完善膜蒸馏机理模型。实现膜蒸馏的工业化。\n谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@kingsoftwps