RO濃水濃縮及耦合熱泵的膜蒸餾過程研究.pdf

1、膜蒸餾技術(membrane distillation，MD)是膜技術與傳統(tǒng)蒸發(fā)技術相結合的新型膜技術，在海水淡化、工業(yè)循環(huán)冷卻水和反滲透濃水及其它高鹽度水的深度濃縮方面具有較好的應用潛力。但傳統(tǒng)膜蒸餾過程疏水膜與被處理液體直接接觸，導致疏水膜的選擇范圍窄、膜的親水化滲漏以及膜蒸餾過程中的膜污染等問題。此外，膜蒸餾過程有相變發(fā)生，熱量利用率僅為30％。如何減少熱量損失，開發(fā)熱能回收裝置，是目前面臨的重要課題。
　　 本文利用空氣

2、在不同溫度下的吸濕差異，設計了一種疏水膜與料液不直接接觸的曝氣膜蒸餾(aeration membrane distillation，AMD)方法。將課題組自主研發(fā)的高效疏水PVDF微孔膜做成海藻型膜組件，對某鋼廠RO濃水進行曝氣膜蒸餾法濃縮處理。實驗研究了空氣加濕距離、氣液分離距離、膜組件面積、溫度、曝氣量、濃縮倍數等參數對AMD過程膜通量、產水及濃水水質、系統(tǒng)耗能的影響。結果表明，溫度及曝氣量對膜通量的影響較大，空氣加濕距離對膜通量的

3、影響不顯著；氣液分離距離對產水電導的影響較大，空氣加濕距離、膜組件面積、溫度、曝氣量、濃縮倍數等對產水電導率的影響不顯著。對RO濃水連續(xù)濃縮225h(22倍)，膜通量沒有衰減，產水電導較低(σ<300μS/cm)，膜組件沒有發(fā)生親水化和膜污染問題。
　　 本文利用熱泵技術在余熱回收和低位能源有效利用等方面的明顯優(yōu)勢，用壓縮式熱泵回收減壓膜蒸餾(vacuum membrane distillation，VMD)過程的相變熱，研究V

4、MD過程與熱泵耦合技術。實驗研究了膜組件面積、VMD系統(tǒng)進料流量、原料液加熱循環(huán)流量及蒸汽冷凝循環(huán)流量等參數對膜通量、產水電導率、熱泵制熱量、熱泵COP、PVDF中空纖維換熱器換熱性能等的影響。研究表明，熱泵系統(tǒng)較好的回收了VMD過程的相變熱，經壓縮機提高其能量品位后，能將熱量有效的傳遞給VMD系統(tǒng)的原料液，實現能量的循環(huán)利用，降低VMD過程能耗。實驗得到了二者耦合工作的最佳工藝條件。在組件進膜溫度為70℃，膜組件面積為0.1m2，VM