PVDF膜用于真空膜蒸馏淡化盐水的实验研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水多孔膜,配制Na Cl溶液,搭建真空膜蒸馏盐水淡化实验台,实验中着重考察了料液温度、料液流速、料液浓度、系统真空度等操作参数对真空膜蒸馏过程性能的影响.实验结果表明:随着真空度、料液温度的提高,真空膜蒸馏膜通量明显提高;随着料液浓度的提高,真空膜蒸馏膜通量下降,其截留率基本不变;随着料液流速的提高,真空膜蒸馏膜通量变化较缓慢(略微提高).系统在料液温度为88℃、料液流速为240 cm/min、真空度为0.081 MPa、料液浓度为5%时,真空膜蒸馏膜通量为14.1 kg/(m~2·h),截留率为99.8%,产水的电导率保持在12μs/cm.     

真空膜蒸馏技术的工艺条件优化及其在深度净化低放含铀废液中的应用

采用聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜组件开展了真空式膜蒸馏(VMD)处理模拟及真实低放含铀废液试验。对膜组件运行参数进行了优化,考察了料液温度、流速及真空度对膜通量和截留效果的影响,并探讨了VMD过程中的温差极化效果,同时研究了VMD处理核燃料元件生产工艺低放含铀废液的可行性。结果表明:实验室工况条件下,温度为75℃,流速0. 30 m/s,真空度为-0. 090 MPa为较佳的工艺条件,此时膜通量为2. 2 L·m~(-2)·h~(-1);针对模拟和真实废液,铀的截留率始终大于99. 99%,剩余浓度小于1μg/L,出水铀浓度可一次性满足国家排放标准(GB23727—2009)。说明VMD对于核燃料元件生产过程中产生的复杂体系低放废液具有高效的净化效果,可供核工业低放废液的深度净化参考。     

新型卷式气隙式膜蒸馏组件制备及脱盐过程

气隙式膜蒸馏具有热效率高和技术适应性强等优势,但其特有的气隙层也会使得传质阻力增加,导致过程膜通量较低.真空膜蒸馏则由于渗透侧为负压环境而具有较大的膜通量.结合聚四氟乙烯(PTFE)平板膜和改性后的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维换热管的性能特点设计出一种新型卷式气隙式膜蒸馏(SW-AGMD)组件,并在料液的渗透侧引入负压环境,以质量分数3.5%,的氯化钠溶液为研究对象,系统考察了膜组件参数和实验操作条件对膜组件脱盐产水性能的影响.实验结果表明:提高膜孔径可有效提高膜通量和造水比;组件有效长度增加,膜通量减小而造水比增加;进料流量、热料液和冷料液进料温度的改变对组件膜通量和造水比的影响显著;渗透侧真空度在一定范围(0~0.04,MPa)内升高,膜通量和造水比均随之增大,超过这一范围后,继续增大真空度,膜通量仍增大,造水比则出现下降趋势.实验过程中产水电导率始终保持在30,μs/cm以下,得到的最大膜通量和造水比分别为16.38,kg/(m~2·h)和3.22,远高于同类型的其他气隙式膜组件.     

疏水性Al_2O_3膜在真空膜蒸馏中的应用

采用表面接枝改性法,将十六烷基三甲氧基硅烷(C16)接枝于陶瓷膜表面,获得疏水性Al_2O_3膜。傅里叶红外光谱结果表明,C16接枝到陶瓷膜表面;接触角实验结果显示:接枝C16分子后的Al_2O_3膜表面呈现疏水特性,接触角为158°。将改性后的Al_2O_3膜应用于真空膜蒸馏(VMD)的脱盐实验中,结果表明:在料液流速160 L/h、料液温度70℃、真空度0.095 MPa时,VMD过程可以获得较高渗透通量。将疏水性Al_2O_3膜应用在VMD过程的稳定性实验中,在300 min的运行过程中,渗透通量基本稳定在20 kg/(m~2·h),脱盐率大于99.9%。     

真空膜蒸馏技术处理模拟高含盐废水实验研究

为研究真空膜蒸馏（VMD）技术对高盐废水处理的工艺特性,采用VMD小试装置研究了模拟高含盐废水处理效果,分析了真空度（0.10~0.98 atm）、温度（30~70 ℃）、进水流速（10.5~41.8 L/h）和含盐量（30~200 g/L）等条件对膜通量的影响。实验结果表明：当真空度为0.98 atm、温度为70 ℃、进水流速为41.8 L/h、含盐量为35 g/L时,膜通量可达到最大值4.21 L/(m2 h)。多元线性回归拟合结果表明,真空度的改变对膜通量的影响最大,其次为温度,进水流速和含盐量影响较小。另外,真空膜蒸馏工艺的冷凝水含盐量低于10 μg/L,能够达到回用或外排标准。可见真空膜蒸馏工艺是一种很有前途的高含盐废水处理技术。     

用气隙式膜蒸馏进行膜渗透性能影响因素研究

利用气隙式膜蒸馏实验对料液温度、流率及气隙宽度等操作条件对膜渗透性能的影响进行了测试和分析。结果表明,提高料液温度,可使膜通量有所提高,但温度极化现象会随之加重。冷液流率的提高引起的膜通量变化明显小于热侧液流率提高对膜通量的影响。另外,小的气隙宽度可得到大的膜通量。     

PVDF 疏水膜的制备及其在苦咸水脱盐中的应用

采用相转化法以无机盐氯化锂(LiCl)和水溶性聚合物聚乙二醇(PEG)为添加剂, 制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜, 所制得的膜具有较高的盐截留率, 膜通量可达40. 5 kg/ ( m²?h) 。以自制的 PVDF 疏水膜进行了直接接触式膜蒸馏(DCMD) 苦咸水脱盐应用试验研究。实际苦咸水淡化过程 中, 随着浓缩倍率的提高在进料侧会产生 CaCO₃ 沉淀造成膜组件堵塞、疏水膜受到污染, 致使膜渗透通量下降、产水电导率升高。酸化预处理可以消除沉淀物对膜蒸馏过程的影响, 酸化后整个膜蒸馏过程中膜渗透通量保持稳定, 产水水质 良好, 其电导率不超过10μS/ cm。     

膜蒸馏浓缩青霉素水溶液的实验研究

采用直接接触式膜蒸馏方法研究了热敏性物质青霉素水溶液浓缩过程的可行性及操作条件对浓缩过程的影响.实验结果表明,随热侧料液浓度的升高,膜渗透通量几乎不下降;随冷热侧温差的增加,膜渗透通量急剧增大;而且青霉素水溶液的流动性能是浓缩过程的重要影响因素.     

真空膜蒸馏NaCl水溶液脱盐过程模拟研究

在尘气模型的基础上建立了真空膜蒸馏NaCl水溶液过程的传质传热机理模型,并用膜孔径分布函数代替膜平均孔径值,首次实现了孔径分布与膜蒸馏机理模型的有效结合.与平均孔径模型相比,随温度变化的通量模拟结果与实验数据吻合良好,证明了所建模型的实用性.在此基础上,探讨了操作条件和孔径分布函数的主要参数对蒸馏过程的影响.模拟结果表明,通量随进料温度和流量的增加而增大,随料液中NaCl浓度的增大而减小;膜的平均孔径越大,通量越大;在平均孔径相同的情况下,膜孔分布越密集,通量越小.     

进料温度对PVDF膜处理含酚废水的影响

以聚偏氟乙烯 (PVDF)微孔膜为分离膜 ,研究了进料温度对减压膜蒸馏过程处理含酚废水的影响。实验结果表明 :进料温度为 5 0℃时 ,过程具有最高分离效率 (苯酚去除率 )和离子截留率。     

天然气脱硫液膜法再生研究

以聚偏氟乙烯中空纤维膜作接触器,研究了天然气甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫液在真空膜蒸馏过程下的再生效果,分别考察了不同再生温度、进料流量、初始硫浓度、膜两侧压差下富液再生率、跨膜传质通量和硫化氢分离因子的变化情况。实验结果表明,富液再生温度为40~60℃,进料流量为100~300 L/h,初始硫浓度为236~1 020 mg/L,膜两侧压差为4.8~12.8 k Pa的操作条件下,MDEA的再生率达56.2%~87.0%。其中:提高再生温度会明显使再生率升高,跨膜通量随再生温度、进料流量和真空度的升高而增大;硫化氢的分离因子随再生温度、膜两侧压差的增加而减少,随流量增加而升高;富液初始硫浓度的升高会使硫化氢分离因子降低,过高的初始硫浓度最终会导致MDEA再生效率降低。     

一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法

提出了一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法,即考察NaCl和KCl水溶液膜蒸馏浓缩过程中的通量变化,利用膜表面结晶导致通量急剧下降这一现象间接确定料液侧膜表面的温度,从而由模型方程计算传热系数。通过不同流速下的膜蒸馏实验结果,拟合出了传热系数关联式,其中雷诺准数指数为0.8,与Dittus-Boelter公式一致;在此基础上求出膜蒸馏系数,其平均值5.5×10^-7kg/(m²·s·Pa),与文献报道接近;以实验确定的模型参数预测纯水膜蒸馏通量,实验值与预测值吻合较好。这些都说明了本文提出方法的有效性。     

DBP-DBS刮膜分子蒸馏过程数值模拟

利用传质和传热数学模型描述和模拟刮膜分子蒸馏过程，是刮膜分子蒸馏器设计改进与优化操作的有效途径。为此，作者在已有的刮膜分子蒸馏过程数学模型基础上，对DBP-DBS混合物分子蒸馏过程进行数值模拟．模拟结果表明，即使进料温度和壁温一致，液膜温度和浓度依然呈三维变化．同时对进料温度、进料组成和进料流量对液膜温度、浓度分布、蒸馏速率、馏出液组成以及分离因数的影响进行了考察，并分析了原因．     

膜蒸馏技术在卤水浓缩中的应用研究

为解决传统盐湖卤水蒸发生产周期长和盐湖地区水资源短缺的问题,试验采用MgCl2溶液和透射电镜对不同厂家生产的4种微孔疏水膜进行筛选,研究了在进料液温度为30～60℃、循环流量为300～900 m L/min的条件下进料溶液对膜性能的影响,并对一里坪卤水进行浓缩实验。结果表明:(1)在相同条件下德国默克密理博的膜的膜通量大于其他3种膜的膜通量;(2)随着料液温度的升高、循环流量的增大,膜通量增加,盐截率在实验时间内均大于99%;(3)随着重复使用次数增加,膜通量逐渐减小。处理卤水时可在短时间内将料液浓缩甚至析出晶体且渗透侧得到的水符合生活饮用水标准。     

膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的抑制

分析了HCl-H₂O体系气液平衡关系及膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的推动力,考察了盐浓度、吸收液温度、料液中盐酸和硫酸浓度对伴生水传质的抑制效果。结果表明：料液中含盐、适当升高吸收液温度均能够抑制伴生水的传质;料液中盐酸浓度增大,水的跨膜通量减小,HCl的摩尔通量增大;料液中硫酸浓度从0.01mol/L增大到0.05mol/L,水的跨膜通量下降了28.1%,HCl的摩尔通量增大了2.1倍。     

气隙式膜蒸馏法分离浓缩透明质酸水溶液的研究

介绍了应用气隙式膜蒸馏分离技术对透明质酸热敏性水溶液的浓缩分离情况. 结果表明, 使用膜孔径为0.2μm的聚四氟乙烯微孔疏水膜可使原料液的浓度提高1.6倍以上, 透明质酸截留率为80%以上. 探讨了循环时间、平均温差、热侧温度等条件对分离效果的影响, 并讨论了膜蒸馏过程热效率的变化规律.     

膜蒸馏耦合结晶技术处理碱渣废水

提出了一种采用直接接触式膜蒸馏耦合冷却结晶技术处理碱渣废水的工艺,成功实现了废水处理装置的连续、稳定运行和废水的零排放。在不同操作条件和操作方式下,考察了物料流量、废水浓度、膜的重复使用等因素对系统中蒸馏过程和通量结果的影响。结果表明,进料温度50℃、冷侧循环水温度20℃,冷热两侧流量0.55L/min时,进行边进料边采出的零排放连续操作,稳定通量达9.0kg/(m²×h)左右。该结果证实了膜蒸馏耦合结晶技术处理碱渣废水的可行性。     

气隙式膜蒸馏法分离浓缩透明质酸水溶液的研究

介绍了应用气隙式膜蒸馏分离技术对透明质酸热敏性水溶液的浓缩分离情况。结果表明，使用膜孔径为０．２μｍ的聚四氟乙烯微孔疏水可使原料液的浓度提高１．６倍以上，透明质酸截留率为８０％以上，探讨了循环时间、平均温差，热侧温度等条件对分离效果的影响，并讨论了膜蒸馏过程热效率的变化规律。     

十二烷基苯磺酸钠对膜蒸馏过程膜润湿的研究

利用聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为介质,通过考察温度、原料质量分数以及是否加入NaCl等因素对跨膜通量的影响来研究膜润湿的过程。结果表明：膜蒸馏过程中膜润湿的进程与膜表面孔径的分布有关,表面活性剂分子由于表面扩散作用在部分润湿膜孔内爬伸的过程中,由于热侧气液界面处温度的降低导致的传质推动力降低占主要作用。当膜孔全润湿后,通量完全由膜两侧渗透压决定,脱盐率下降到较低水平。降低膜蒸馏的温度或降低SDBS含量均可以减缓膜蒸馏膜润湿的进程;加入NaCl导致溶液表面张力增大,也可以减缓膜润湿。     

NF-RO组合膜处理大豆乳清废水

采用芳香聚酰胺纳滤膜和反渗透膜处理模拟大豆乳清废水,研究溶液浓度、操作压力、膜面流速、pH等对渗透通量与截留效果的影响,并探讨蛋白污染膜的清洗条件。研究结果表明:在一定操作压力下,渗透通量随着料液浓度的增加而减小,随膜面流速的增加而增加;对一定浓度的原料液,在操作压力小于0.7 MPa时,渗透通量随压力的增大而增大,当操作压力大于0.7 MPa时,渗透通量不再随压力的增大而增大;大豆乳清废水的等电点pH为4.5,当pH大于等电点时,渗透通量和截留率随pH的增大而增大;芳香聚酰胺反渗透膜对纳滤透过液的NaCl截留率在90%以上;蛋白污染纳滤膜经pH=10的NaOH溶液清洗后,通量可完全恢复。