全自動(dòng)過濾器膜蒸餾技術(shù)的特點(diǎn)及種類
全自動(dòng)過濾器膜蒸餾技術(shù)的特點(diǎn)及種類
近年來,隨著膜分離技術(shù)的快速發(fā)展,全自動(dòng)過濾器反滲透膜技術(shù)(RO)逐漸成電力、冶金等部門工業(yè)廢水和循環(huán)水深度回用處理的首選技術(shù)。但是反滲透膜技術(shù)的產(chǎn)水率一般只有75%,其濃水的處理與排放問題日益突出。
1、 目前解決反滲透排放濃水主要采用的有三種方案:
(1)濃水經(jīng)沖洗多介質(zhì)過濾器后排放;
(2)對(duì)排 放水集中回收處理,利用石灰軟化法等去除鈣鎂硬 度,處理后再利用或達(dá)標(biāo)排放;
(3)直接結(jié)合生產(chǎn)工 藝狀況綜合利用。但是這些方法都沒有徹底解決問題,對(duì)濃水的利用率很低,甚至造成對(duì)環(huán)境的二次污 染。因此開發(fā)高效的濃鹽水處理過程,以彌補(bǔ)RO等 處理過程的不足,以實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排,具有重要意義。 減壓膜蒸餾是將膜技術(shù)與傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)結(jié)合的一種新型膜分離過程。具有操作溫度低、設(shè)備簡(jiǎn)單,對(duì)無機(jī)鹽、大分子等不揮發(fā)物的截留率可達(dá)100%,可實(shí)現(xiàn)高濃度溶液的處理等優(yōu)點(diǎn) 。
膜蒸餾是一種新型高效的膜分離技術(shù),是以疏水性微孔膜兩側(cè)蒸汽壓差為傳質(zhì)推動(dòng)力的膜分離過程。膜蒸餾過程區(qū)別于其他膜過程的特征是:膜是微孔膜;膜不能被所處理的液體浸潤(rùn);膜孔內(nèi)無毛細(xì)管冷凝現(xiàn)象發(fā)生;只有蒸汽能通過膜孔傳質(zhì)。膜不能改變操作液體中各組分的汽液平衡;膜至少有一側(cè)要與操作液體直接接觸;對(duì)每一組分而言,膜操作的推動(dòng)力是該組分的氣相分壓梯度。同其他的分離過程相比,膜蒸餾具有以下優(yōu)點(diǎn):① 截留率高(若膜不被潤(rùn)濕,可達(dá)100%);② 操作溫度比傳統(tǒng)的蒸餾操作低得多,可有效利用地?zé)?、工業(yè)廢水余熱等廉價(jià)能源,降低能耗;③ 操作壓力較其他膜分離低;④ 能夠處理反滲透等不能處理的高濃度廢水。
2、根據(jù)在膜冷側(cè)收集水蒸氣的方式不同,膜蒸餾的類型可分為:
(1)直接接觸式膜蒸餾(水吸式或外冷式(DCMD )
該組件內(nèi),膜兩側(cè)的液體直接與膜面接觸。其一面是經(jīng)過加熱的原溶液為熱側(cè),另一面是冷卻水為冷側(cè),膜孔內(nèi)為汽相,在熱側(cè)膜面上生成的水蒸氣透過膜至冷側(cè)凝結(jié)成水,并和冷卻水合而為一。
(2)氣隙式膜蒸餾(內(nèi)冷式)
該組件內(nèi),膜的冷側(cè)裝有冷卻板,在其間就是氣隙室。當(dāng)熱側(cè)水蒸氣透過膜在氣隙室擴(kuò)散遇冷壁凝結(jié)成液態(tài)導(dǎo)出,而冷卻水在組件內(nèi)部降溫。凝結(jié)水和冷卻水各有通道,互不混合。和直接接觸膜蒸餾組件相反, 蒸發(fā)面和冷卻面之間有一定距離(氣隙室寬度),這樣通量和熱傳導(dǎo)均受到了阻力。其優(yōu)點(diǎn)是熱量損失小,熱效率高;不需另加熱能回收裝置。缺點(diǎn)是組件結(jié)構(gòu)較直接法復(fù)雜;其膜通量比直接法小。
(3)掃氣式膜蒸餾
該組件內(nèi),膜的冷側(cè)通常以隋性氣體作載體,將透過膜的水蒸氣帶至組件外冷凝。
(4)減壓膜蒸餾
與氣隙式膜蒸餾相類似,只是將冷側(cè)施以低壓處理。
3、膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)
(1)該過程幾乎在常壓下進(jìn)行,設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便,在技術(shù)力量較弱的地區(qū)也有可能實(shí)現(xiàn)。
(2)在該過程中無需把溶液加熱到沸點(diǎn),只要膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭睿撨^程便可以運(yùn)行,這就有可能利用太陽能、地?zé)?、溫泉等廉價(jià)的天然能源以及工廠的余熱等,對(duì)在能源日趨緊張的情況下,利廢節(jié)能是很有意義的。
(3)在非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液的膜蒸餾過程中,因?yàn)橹挥兴魵饽芡高^膜孔,所以蒸餾十分純凈,有望成為大規(guī)模低成本制備超純水的手段。
(4)膜蒸餾耐腐蝕、抗輻射,故能處理酸性、堿性和有放射性的溶液。
(5)膜蒸餾組件很容易設(shè)計(jì)成潛熱回收的形式,可進(jìn)一步降低能耗。膜蒸餾可廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化,污水和工業(yè)廢水的處理,非揮發(fā)性酸、堿性溶液、揮發(fā)性溶液的濃縮和提純以及在醫(yī)藥、食品加工等方面的應(yīng)用。
4、膜蒸餾的主要缺點(diǎn)
(1)膜成本高蒸餾通量小;
(2)由于溫度極化和濃度極化的影響,運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定;
(3)研究工作多處于實(shí)驗(yàn)階段,對(duì)傳質(zhì)和傳熱機(jī)理及參數(shù)影響的定量分析還很不夠;
(4)研究所用物料一般都是簡(jiǎn)單的水溶液,對(duì)一些工業(yè)廢水的研究甚少。
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