膜蒸餾(membrane distillation,簡稱MD)§是(shì)一(yī)種采用(yòng)疏水(shuǐ)微(wēi)孔膜以膜兩側蒸汽壓力差為(wèi)傳質驅動力的(de)膜分(fēn)離(lí)過程,可(kě)用(yòng)¥于水(shuǐ)的(de)蒸餾淡化(huà),對(duì)水(shuǐ)溶液去(qù)除揮發性物(wù)質。例如(rú)當不(bù)同溫度 的(de)水(shuǐ)溶液被疏水(shuǐ)微(wēi)孔膜分(fēn)隔開(kāi)時(shí),由于膜的(de)疏水(shuǐ↕)性,兩側的(de)水(shuǐ)溶液均不(bù)能(néng)透過膜孔進入另一(yī)側,但(dàn)由于暖側水(shuǐ)溶液與膜界面的(de)水(shuǐ)↓蒸汽壓高(gāo)于冷(lěng)側,水(shuǐ)蒸汽就(jiù)會(huì)透過膜孔從(cóng)暖側進入冷$(lěng)側而冷(lěng)凝,這(zhè)與常規蒸餾中的(de)蒸發、傳質、冷(lěng)凝過程十分(fēn)相(xiàng)似,所以稱其為(wèi)膜蒸餾過程。
技(jì)術(shù)特點
(1) 膜蒸餾過程幾乎是(shì)在常壓下(xià)進行(xíng),設備簡單、操作(zuò)方便,在技(jì)術(shù)力量較薄弱的(de)地(dì)區(qū)也(yě)有(yǒu)實現(xi àn)的(de)可(kě)能(néng)性;
(2) 在非揮發性溶質水(shuǐ)溶液的(de)膜蒸£餾過程中,因為(wèi)隻有(yǒu)水(shuǐ)蒸汽能(néng)透過膜孔,所以蒸餾液十分(fēn)純淨,可(kě)望成為(wèi)大ε(dà)規模、低(dī)成本制(zhì)備超純水(shuǐ)的(de)有(yǒu)效手段;
(3) 該過程可(kě)以處理(lǐ)極高(gā$o)濃度的(de)水(shuǐ)溶液,如(rú)果溶質是(shì)容易結晶的(de)物(wù)質,可(kě)以把溶液濃縮到(dào)過飽和(hé)狀态而出現(xiàn)膜蒸餾≤結晶現(xiàn)象,是(shì)目前唯一(yī)能(néng)從(cóng)溶液中直接分(fēn)離(lí)出結晶産物(w←ù)的(de)膜過程;
(4) 膜蒸餾組件(jiàn)很(hěn)容易設計(jì)成潛熱(rè)回收形式,并具有(yǒ←u)以高(gāo)效的(de)小(xiǎo)型膜組件(jiàn)構成大(dà)規模生(shēng)産體(tǐ)系的(de)靈活性↔;
(5) 在該過程中無需把溶液加熱(rè)到(dào)沸點,隻要(yào)膜兩側維持适當的(de)溫差,該過±程就(jiù)可(kě)以進行(xíng),有(yǒu)可(kě)能(néng)利用(yòng)太陽能(néng)、地(dì)熱(rè)、溫泉、工(gōng)廠(chǎng©)的(de)餘熱(rè)和(hé)溫熱(rè)的(de)工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)等廉價能(néng)源。
(6) 同其它分(fēn)離(lí)過程的(de)兼容性好(hǎo)
應用(yòng)領域
海(hǎi)水(shuǐ)淡化(huà):
淡水(shuǐ)資源短(duǎn)缺成為(wèi)當今社會(huì)一(yī)大(dà)問(w∞èn)題,海(hǎi)水(shuǐ)淡化(huà)無疑是(shì)淡水(shuǐ)來(lái)源的(de)途徑之一(yī)。目前從(cóng)海(hǎi)水(shuǐ)或苦鹹<水(shuǐ)獲得(de)淡水(shuǐ)的(de)主要(yào)方法有(yǒu):電(diàn)滲析法、蒸發法、多(duō)級蒸餾法和(hé)反滲透法等。近(j↕ìn)年(nián)來(lái)迅速發展起來(lái)的(de)蒸餾法與膜法相(xiàng)結合的(de)膜蒸餾技(jì♣)術(shù)可(kě)望成為(wèi)一(yī)種廉價高(gāo)效制(zhì)取淡水(shuǐ)的(de)新方法。利用(yòng)工(gōng)業(yèπ)上(shàng)使用(yòng)的(de)海(hǎi)水(shuǐ)餘熱(rè)或用(yòng)工(gōng)業(yè)廢熱(rè)加↓熱(rè)海(hǎi)水(shuǐ)進行(xíng)膜蒸餾海(hǎi)水(shuǐ)淡化(huà),具有(yǒu)成本低(dī)、設備簡單、操作(zuò)容易、能(néng)耗低(dī)等優點,'使膜蒸餾技(jì)術(shù)在諸多(duō)海(hǎi)水(shuǐ)淡化(huà)工(gōng)程有(yǒu)一(yī)定競争力。
超純水(shuǐ)的(de)制(zhì)備:
由于膜的(de)疏水(shuǐ)性,原則上(shàng)隻允許水(shuǐ>)蒸氣通(tōng)過微(wēi)孔,因此能(néng)得(de)到(dào)很(hěn)純的(de)水(shuǐ)。用(yòng)減壓膜蒸餾對(duì)自(zì)來(lái)水(shuǐ)進行(xíng)處理(lǐ)後,水(shuǐ)質達到(dào)微(wēi)電(diàn)子(zǐ)工(gōng)業(yè)用(yòng)高≤(gāo)純度水(shuǐ)三級和(hé)醫(yī)用(yòng)注射水(shuǐ)的(de)标準。特别是(shì)近(jìn)來(lái)新型高(gāo)通(tōng)量無機(jī)膜和(hé)有(yǒu)機(jī)-無機(jī)混合膜的(de)開(kāi)發成功,使得(de)用(yòng)膜蒸餾制(zhì)γ備超純水(shuǐ)變為(wèi)具有(yǒu)巨大(dà)商業(yè)潛力的(de)工(gōng)業(yè)手段。
高(gāo)鹽廢水(shuǐ)處理(lǐ):
高(gāo)鹽廢水(shuǐ)主要(yào)有(yǒu)反滲透濃水(shuǐ)、脫硫廢水(shuǐ)、油田采出水(shuǐ)、氣化(δhuà)灰水(shuǐ)、鍋爐排污水(shuǐ)等,該類水(shuǐ)質具有(yǒu)鹽分(fēn)高(gāo)、水(shuǐ)質複雜(zá)等特點。目前水(shuǐ)處理(lǐ)行(xíng)業(yè)針對(duì)該類廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)工(gōng)藝多(duō)種多(duō)樣©,投資少(shǎo)、技(jì)術(shù)可(kě)靠、工(gōng)藝穩定、運行(xíng)能(néng)耗低(dī)是(shì)處理(lǐ)該類含鹽廢水(shu ǐ)的(de)發展趨勢。
例如(rú)脫硫廢水(shuǐ)一(yī)直是(shì)火(huǒ♥)電(diàn)廠(chǎng)高(gāo)鹽廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)難點,廢水(shuǐ)中的(de)鈣、鎂、硫酸根等離(↑lí)子(zǐ)含量高(gāo),結垢傾向嚴重;同時(shí)氯根含量高(gāo),腐蝕性強,對(duì)設備選材有(yǒu)較高(gāo)要(yào)求。傳統處理β(lǐ)工(gōng)藝主要(yào)去(qù)除廢水(shuǐ)中的(de)濁度、硬度和(hé)重金(jīn)屬,無法将水(shuǐ)中鹽分(fēn)與水(shuǐ)分(fēn)離("lí),不(bù)能(néng)滿足回用(yòng)要(yào)求,造成大(dà)量水(shuǐ)資源浪費(fèi)。膜蒸餾技(jì≠)術(shù)可(kě)利用(yòng)電(diàn)廠(chǎng)餘熱(rè),将脫硫廢水(shuǐ)濃縮減量,與結晶系統聯用(yòng),在節能(néng)減→排的(de)同時(shí)實現(xiàn)脫硫廢水(shuǐ)的(de)零排放(fàng);亦可(kě)結合分(fēn)鹽技(jì)術(shù),實現(xiàn)固體(tǐ)•鹽資源化(huà)利用(yòng)。
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工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)、污水(shuǐ)處理(lǐ)以及料液的(de)分(fēn)離(lí)、濃縮;
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藥物(wù)應用(yòng)和(hé)電(diàn)廠(chǎng)蒸汽發電(diàn)的(de∏)高(gāo)純度水(shuǐ);
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海(hǎi)水(shuǐ)、苦鹹水(shuǐ)淡化(huà),及濃海(hǎi)水(shuǐ)(鹽鹵)深度濃縮;
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納濾、反滲透濃水(shuǐ)的(de)深度濃縮加工(gōng)處理(lǐ);
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鹽溶液預濃縮或深度濃縮;
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鹽酸、硫酸、硝酸等無機(jī)酸,及某些(xiē)有(yǒu)機(jī)酸料液的(de)濃縮;
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氫氧化(huà)鈉、氫氧化(huà)鉀、季四铵堿等各類堿溶液的(de)濃縮。