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(jīng)濟(jì)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(shù),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(shù)是一種膜法和熱法結(jié)合的新型分離技術(shù),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(cè)易揮發(fā)組分蒸汽壓差為驅(qū)動力,所以濃縮倍數(shù)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(shè)備簡單、可利用低溫?zé)嵩吹葍?yōu)點(diǎn),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(chǔ)上進(jìn)行了熱量回收,因此具

2、有熱利用率高的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文研究了離子交換與多效膜蒸餾過程結(jié)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(jìn)行選擇性除鈣。經(jīng)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(nèi)部潛熱回收功能的多效膜

3、蒸餾過程進(jìn)行濃縮。本文以膜通量、造水比和餾出液電導(dǎo)率為多效膜蒸餾過程的性能指標(biāo),研究了操作條件對過程性能的影響。結(jié)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(dá)6.07L/m2h,造水比最高達(dá)13.2;當(dāng)除鈣后海水濃縮至250g/L時,餾出液的電導(dǎo)率小于200μs/cm,膜通量和造水比仍可達(dá)3.61L/m2h和4.96。通過單因素實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),膜通量和造水比隨著料液濃度上升而下降;熱料液進(jìn)口溫度的提高能

4、夠大幅度提升膜通量和造水比;進(jìn)料流速增加能夠大幅度增加膜通量,但會導(dǎo)致造水比下降;隨著冷料液進(jìn)口溫度提高,膜通量增加而造水比下降。通過單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出,多效膜蒸餾過程中應(yīng)該盡可能提高加熱后熱料液溫度,選擇合適的進(jìn)料流速和冷料液進(jìn)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(jìn)行了持續(xù)45天的過程穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究,膜組件性能在試驗(yàn)期間沒有明顯下降。
　　該研究結(jié)果表明多效膜蒸餾結(jié)合選擇性脫