多效膜蒸餾用于海水及濃海水深度濃縮研究.pdf

1、淡水資源短缺成為限制我國經濟社會可持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。海水淡化作為一種淡水開源技術,在解決我國淡水資源短缺問題中將起到重要作用。膜蒸餾技術是一種膜法和熱法結合的新型分離技術,該過程在海水淡化方面有著巨大的潛力。傳統(tǒng)膜蒸餾過程以膜兩側易揮發(fā)組分蒸汽壓差為驅動力,所以濃縮倍數不直接受料液滲透壓影響。膜蒸餾過程具有操作溫和、脫鹽率高、設備簡單、可利用低溫熱源等優(yōu)點,但其熱效率很低。多效膜蒸餾過程在傳統(tǒng)膜蒸餾過程基礎上進行了熱量回收,因此具

2、有熱利用率高的優(yōu)點。
　　本文研究了離子交換與多效膜蒸餾過程結合用于海水或濃海水深度濃縮的可行性。為防止在高濃縮倍率下海水或濃海水中的硫酸鈣飽和析出,本文采用離子交換法對海水及濃海水進行選擇性除鈣。經過除鈣后,海水中鈣離子濃度可從410mg/L下降到35mg/L,海水淡化廠外排濃海水鈣離子濃度從695mg/L下降至64mg/L,鈣離子脫除率均在90％以上,而鎂鹽損失率低于10%。脫鈣后的海水或濃海水采用具有內部潛熱回收功能的多效膜

3、蒸餾過程進行濃縮。本文以膜通量、造水比和餾出液電導率為多效膜蒸餾過程的性能指標,研究了操作條件對過程性能的影響。結果表明,脫鈣后的海水或濃海水可被多效膜蒸餾過程濃縮至250g/L以上,膜通量最高可達6.07L/m2h,造水比最高達13.2;當除鈣后海水濃縮至250g/L時,餾出液的電導率小于200μs/cm,膜通量和造水比仍可達3.61L/m2h和4.96。通過單因素實驗發(fā)現,膜通量和造水比隨著料液濃度上升而下降;熱料液進口溫度的提高能

4、夠大幅度提升膜通量和造水比;進料流速增加能夠大幅度增加膜通量,但會導致造水比下降;隨著冷料液進口溫度提高,膜通量增加而造水比下降。通過單因素實驗結果可以得出,多效膜蒸餾過程中應該盡可能提高加熱后熱料液溫度,選擇合適的進料流速和冷料液進口溫度。以除鈣后的海水淡化廠外排濃海水為料液,利用兩種不同的微孔膜制成的多效膜蒸餾組件進行了持續(xù)45天的過程穩(wěn)定性實驗研究,膜組件性能在試驗期間沒有明顯下降。
　　該研究結果表明多效膜蒸餾結合選擇性脫