膜蒸餾實驗設備

膜蒸餾（membrane distillation，簡稱MD）是一種采用疏水微孔膜以膜兩側(cè)蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動力的膜分離過程，可用于水的蒸餾淡化，對水溶液去除揮發(fā)性物質(zhì)。例如當不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分隔開時，由于膜的疏水性，兩側(cè)的水溶液均不能透過膜孔進入另一側(cè)，但由于暖側(cè)水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側(cè)，水蒸汽就會透過膜孔從暖側(cè)進入冷側(cè)而冷凝，這與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)、傳質(zhì)、冷凝過程*相似，所以稱其為膜蒸餾過程。

技術(shù)特點

(1) 膜蒸餾過程幾乎是在常壓下進行，設備簡單、操作方便，在技術(shù)力量較薄弱的地區(qū)也有實現(xiàn)的可能性;

(2) 在非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液的膜蒸餾過程中，因為只有水蒸汽能透過膜孔，所以蒸餾液*純凈，可望成為大規(guī)模、低成本制備超純水的有效手段;

(3) 該過程可以處理極高濃度的水溶液，如果溶質(zhì)是容易結(jié)晶的物質(zhì)，可以把溶液濃縮到過飽和狀態(tài)而出現(xiàn)膜蒸餾結(jié)晶現(xiàn)象，是目前能從溶液中直接分離出結(jié)晶產(chǎn)物的膜過程;

(4) 膜蒸餾組件很容易設計成潛熱回收形式，并具有以高效的小型膜組件構(gòu)成大規(guī)模生產(chǎn)體系的靈活性;

(5) 在該過程中無需把溶液加熱到沸點，只要膜兩側(cè)維持適當?shù)臏夭�，該過程就可以進行，有可能利用太陽能、地熱、溫泉、工廠的余熱和溫熱的工業(yè)廢水等廉價能源。

(6) 同其它分離過程的兼容性好

應用領域

海水淡化：

淡水資源短缺成為當今社會一大問題，海水淡化無疑是淡水來源的途徑之一。目前從海水或苦咸水獲得淡水的主要方法有：電滲析法、蒸發(fā)法、多級蒸餾法和反滲透法等。近年來迅速發(fā)展起來的蒸餾法與膜法相結(jié)合的膜蒸餾技術(shù)可望成為一種廉價高效制取淡水的新方法。利用工業(yè)上使用的海水余熱或用工業(yè)廢熱加熱海水進行膜蒸餾海水淡化，具有成本低、設備簡單、操作容易、能耗低等優(yōu)點，使膜蒸餾技術(shù)在諸多海水淡化工程有一定競爭力。

超純水的制備：

由于膜的疏水性，原則上只允許水蒸氣通過微孔，因此能得到很純的水。用減壓膜蒸餾對自來水進行處理后，水質(zhì)達到微電子工業(yè)用高純度水三級和醫(yī)用注射水的標準。特別是近來新型高通量無機膜和有機-無機混合膜的開發(fā)成功，使得用膜蒸餾制備超純水變?yōu)榫哂芯薮笊虡I(yè)潛力的工業(yè)手段。

高鹽廢水處理：

高鹽廢水主要有反滲透濃水、脫硫廢水、油田采出水、氣化灰水、鍋爐排污水等，該類水質(zhì)具有鹽分高、水質(zhì)復雜等特點。目前水處理行業(yè)針對該類廢水的處理工藝多種多樣，投資少、技術(shù)可靠、工藝穩(wěn)定、運行能耗低是處理該類含鹽廢水的發(fā)展趨勢。

例如脫硫廢水一直是火電廠高鹽廢水處理的難點，廢水中的鈣、鎂、硫酸根等離子含量高，結(jié)垢傾向嚴重；同時氯根含量高，腐蝕性強，對設備選材有較高要求。傳統(tǒng)處理工藝主要去除廢水中的濁度、硬度和重金屬，無法將水中鹽分與水分離，不能滿足回用要求，造成大量水資源浪費。膜蒸餾技術(shù)可利用電廠余熱，將脫硫廢水濃縮減量，與結(jié)晶系統(tǒng)聯(lián)用，在節(jié)能減排的同時實現(xiàn)脫硫廢水的零排放；亦可結(jié)合分鹽技術(shù)，實現(xiàn)固體鹽資源化利用。

l 工業(yè)廢水、污水處理以及料液的分離、濃縮；

l 藥物應用和電廠蒸汽發(fā)電的高純度水；

l 海水、苦咸水淡化，及濃海水（鹽鹵）深度濃縮；

l 納濾、反滲透濃水的深度濃縮加工處理；

l 鹽溶液預濃縮或深度濃縮；

l 鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸，及某些有機酸料液的濃縮；

l 氫氧化鈉、氫氧化鉀、季四銨堿等各類堿溶液的濃縮。