膜蒸馏用PDMS/PVDF/PTFE三元共混微孔膜制备

采用浸没沉淀相转化法制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯/聚四氟乙烯（PDMS/PVDF/PTFE）三元共混微孔膜,并用于20 g/L NaCl水溶液的膜蒸馏脱盐实验。通过扫描电子显微镜观察以及接触角、膜孔隙率和膜平均孔径分析,研究了PTFE含量对膜结构与性能的影响。结果表明,随着PTFE含量的增加,共混微孔膜断面的指状孔逐渐被海绵状取代,平均孔半径由0.234 μm增加到0.354 μm,膜孔隙率由53.4 %增加到81.3 %;膜下表面与水接触角从118.52 °增加到131.11 °;膜蒸馏过程中通量逐渐增加,截留率先稳定后降低,PTFE含量为40 %（质量分数,下同） 时达最大,为99.99 %,此时膜蒸馏通量达16.60 kg/(m2·h)。     

浓盐溶液的膜蒸馏机理研究

考察了高浓度氯化钠溶液在直接接触式膜蒸馏操作中的热侧温度，冷侧温度，流速和料液浓度对膜渗透通量的影响。发现膜渗透通量随氯化钠溶液浓度的高而降低。当氯化钠溶液浓度约为25％时，膜渗透通量急剧下降。氯化钠溶液达到饱和时，膜渗透通量逐渐趋于稳定。研究认为此现象是由于膜面上有NaCl结晶形成而导致的。     

PDMS接枝共聚物改性PVDF膜的制备及其膜蒸馏性能研究

采用自由基聚合法制备了PDMS接枝共聚物（PMMA-g-PDMS）,并用PDMS接枝共聚物对聚偏氟乙烯（PVDF）膜进行疏水改性,使用傅立叶红外光谱仪、毛细管流动孔径分析仪、接触角测定仪和场发射电子显微镜对不同浓度改性的PVDF膜进行表征,并测试了其在直接接触式膜蒸馏（DCMD）中的分离性能。结果表明,经过PMMAg-PDMS改性后,膜的通量、疏水性和截留性有所提高,稳定性大幅提升。当PMMA-g-PDMS浓度为8%时,膜的静态接触角由118.68°增加至157.47°,在以温度为70℃,质量分数3.5%的NaCl溶液为进料液的DCMD实验中,改性膜的通量由基膜的11.28 kg/（m²·h）提高至15.44 kg/（m²·h）,通量衰减降低了35%.     

膜蒸馏用聚偏氟乙烯微孔膜的结构控制 Ⅲ.制膜条件的选择和膜蒸馏性能

为了提高聚偏氟乙烯微孔膜的膜蒸馏通量,本文对制膜条件进行了综合控制,在铸膜液中加入了丙酮溶胀剂,并采用乙醇水溶液作凝固浴。研究了挥发时间和凝固浴中乙醇含量对膜形态结构的影响。比较了由不同制膜条件制得的膜的膜蒸馏性能。结果表明,适当选择制膜条件,能得到膜蒸馏性能优良的膜。其截留率近于100%。在暖侧温度为55℃、冷侧温度为25℃时,膜的膜蒸馏通量可达22.5 kg/(m~2·h),已接近反渗透膜的水平。     

鼓气减压膜蒸馏过程研究

设计了新型鼓气减压膜蒸馏(AVMD)过程,在原水进入疏水膜组件前鼓入低压压缩空气,形成气液混合流进入疏水膜组件,在疏水膜组件的产汽出口外接负压系统,构成AVMD系统.采用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜,以自来水为测试液,研究了鼓气强度、进料温度、流速、冷侧真空度对AVMD过程性能的影响,考察了AVMD对不同NaCl含量溶液的分离性能.结果表明,随着鼓气量、进料液温度、流速,真空度的提高,AVMD过程通量有明显的增加,而产水电导率始终低于0.3 mS·m~(-1).当进料液温度70℃,冷侧真空度85 kPa,进料流速1.33 m·s~(-1)时,AVMD过程膜通量可高达45 kg·m~(-2)·h~(-1),而相同实验条件下减压膜蒸馏(VMD)过程的通量约为30 kg·m~(-2)·h~(-1).     

减压膜蒸馏法稀碱液浓缩过程研究

以聚偏氟乙烯疏水膜为材料,采用减压膜蒸馏技术在较高真空度下浓缩硫化钠溶液,研究了各种条件对膜通量的影响.结果表明,当进料温度80℃、真空度为80kPa、流速为0.99m·s~(-1)时,质量分数4.6%的硫化钠溶液VMD膜通量为23.7 kg·m~(-2)·h~(-1);连续运行时,将稀碱液浓缩5倍后,膜通量仍维持在10.6kg·m~2·h~(-1),用稀盐酸清洗后膜通量恢复到初始值的95.6%;浓缩过程产水电导维持在10μS·cm~(-1)以下,脱盐率大于99.99%.     

阻垢剂对海水淡化膜蒸馏试验的影响

采用直接接触式膜蒸馏技术进行海水淡化试验研究。在海水温度为55℃,循环水温度为20℃的条件下,考察了不同阻垢剂用量对膜蒸馏海水淡化的影响、工艺连续运行过程中膜通量和产水电导率随时间的变化情况,确定了膜蒸馏过程稳定运行的最优浓缩倍率。结果表明,阻垢剂的加入可明显提高淡水的产水率,产水率可达到85%以上,减少了高盐度海水浓缩液的排放,膜通量稳定,产水水质好,其电导率不超过10μS/cm,膜蒸馏海水淡化具有一定的技术可行性和可操作性。     

高分子聚合膜材料的研究进展

高分子膜材料的发展直接影响着膜分离技术的发展。本文介绍了用于膜蒸馏技术的各种膜材料的研究状况。     

膜蒸馏技术的应用和发展

膜蒸馏是 2 0世纪八十年代才引起人们重视的新型膜分离技术。本文主要对膜蒸馏的过程机理、影响因素、用膜材料进行了讨论 ,同时介绍了膜蒸馏在海水淡化、水溶液的分离与浓缩、工业废水的治理等中的应用 ,并在此基础上提出了膜蒸馏的发展方向     

Sweeping Gas Membrane Distillation (SGMD) as an Alternative for Integration of Bioethanol Processing: Study on a Commercial Membrane and Operating Parameters

This article considers the application of the sweeping gas membrane distillation process (SGMD) for direct separation of ethanol-water using a flat sheet PTFE membrane. It also studies the effect of operating parameters including feed concentration, feed temperature, feed flow rate, and sweeping gas flow rate on the permeation flux and selectivity of ethanol/water. The results showed that the increase in feed temperature increases in permeate flux and selectivity. Selectivities of 18.5 to 25 were achieved using dilute feeds within the temperature range of 35 to 55°C. However, by increasing the feed concentration by more than 5 wt.%, the selectivity was decreased. The increase in permeation flux and ethanol selectivity at higher feed flow rates was mainly due to the reduction of polarization effects. Moreover, the PTFE membrane was characterized by AFM. The results showed that the present process could be used as a stand-alone technique for bioethanol process integration.     

膜结构填料的物化特性对精馏分离异丙醇/水体系的影响

选用了三种不同材料的中空纤维膜(PP,PS和PES)构建新型膜接触器结构填料,并对异丙醇/水体系进行了精馏分离过程研究.在新型膜接触器中,液相和气相分别在管程和壳程进行逆向流动.实验结果表明:三种结构填料对异丙醇/水体系的分离效果依序为PES>PP>PS.不同材料的中空纤维膜作为结构填料对异丙醇/水溶液体系的分离效率均...     

新型膜分离技术——渗透蒸馏

渗透蒸馏是一种渗透过程与蒸馏过程藕合的新型膜分离技术.本文对渗透蒸馏过程及特点,渗透蒸馏过程的热力学、动力学原理,渗透蒸馏的膜和膜组件及其应用进行了论述.     

XDLVO理论在膜蒸馏有机污染机理研究中的进展

膜蒸馏是一种极具前景的水处理工艺,然而膜污染现象很大程度上阻碍了该工艺的广泛应用。从膜面有机污染形成机理的起源、疏水作用的引入、双电层力的修正以及膜面形貌参数的影响等方面,详细介绍了基于XDLVO理论的膜污染机理模型及其优化方法,并针对膜蒸馏系统特有的运行环境,提出了改进膜面形貌重构算法、引入涉及固液气三相的边界条件、分析污染物形态参数的影响、增加其他作用力分项等研究方向建议与展望。     

气隙式膜蒸馏传递过程的研究

本文用气隙式膜蒸馏装置测定了膜两侧流体的温度、流量及料液浓度对膜蒸馏通量的影响,并从理论上描述了传热、传质过程,建立了可以预测膜蒸馏过程渗透通量的数学模型.实验结果与模型预测吻合较好.     

Water Purification by Membrane Distillation Process

Abstract

The demineralization of water by membrane distillation (MD) has been investigated. In the first stage of investigations the tap water or boiled tap water was employed as a feed, and the water recovery coefficient exceeding 75% was achieved. The obtained concentrate was supplied to the second stage of MD installation. The quality of distillate was stable and practically independent of the feed concentration. The produced distillate has the electrical conductivity in the range of 1.4–2.5 µS/cm. The precipitation of salt deposit on the membrane surface was observed during the water demineralisation, especially in the first stage of MD. The membrane morphology and the composition of precipitate layer were studied using scanning electron microscopy coupled with energy dispersion spectrometry. The formed deposit caused clogging of the membrane surface (pores), and resulted in a gradual decline of the module efficiency. Moreover, the formation of the deposit on the membrane surface was the major reason of the partial membrane wettability.     

真空膜蒸馏海水淡化技术研究进展分析

真空膜蒸馏海水淡化运行压力低、截留率高、设备简单,可充分利用舰船动力系统冷却海水余热,有望用于新型舰船海水淡化装置研制.文中总结了真空膜蒸馏海水淡化主要特征、过程机理,分析真空膜蒸馏海水淡化过程的影响因素:膜疏水性与结构参数、海水温度与流速、操作真空度及膜污染,并在此基础上展望膜蒸馏海水淡化技术的未来研究方向.