太阳能光热-光电膜蒸馏系统发展历程

介绍了本课题组在太阳能光热-光电膜蒸馏系统方面开展研究的发展历程和主要的研究结果。为了强化气隙式膜蒸馏组件的通量,本课题组使用旋转切向入流的方式来减弱温度极化和浓度极化现象,经过几代的改进设计了结构紧凑、易于加工的并接式空气隙膜蒸馏组件,其膜通量也较大.本课题组也对太阳能集热系统、光伏发电系统和太阳能半导体制冷系统进行了研究,获得了相关的性能参数,建立了与膜蒸馏系统相匹配的理论模型,并搭建了太阳能光热-光电膜蒸馏系统.实验结果表明,其运行可靠,为太阳能光热-光电膜蒸馏系统的推广应用奠定了理论和实验基础.

空气隙膜蒸馏系统中超声应用研究

首次将超声激励技术用于膜蒸馏系统以提高蒸馏通量，并采用连续和间隙性超声激励研究超声参数对传质传热的影响并探讨其影响机理．结果表明。（１）蒸馏通量随着超声功率的增大而增加；本实验的超声激励可使蒸馏通量提高３０％；连续激励比间隙激励效果好．（２）超声空化、声学流和膜面振动改善了温度和浓度极化并清洗了膜面，这是超声激励提高蒸馏通量的主要机理，其中声学流与空化对温度和浓度极化的改善更为重要．本文还证实了文献１０提出的关于膜蒸馏通量的理论计算公式也适用于有超声激励的情况．

膜蒸馏技术在高含盐废水中的应用

本文针对高含盐废水难处理的现状,开发了一套膜蒸馏组合系统,核心设备为膜组件,使其仅允许水分子通过,而其他离子无法通过。结果表明:通过该套设备,当进水含盐量在49000mg/L时,膜蒸馏产水率不小于60%,含盐率不大于300mg/L,蒸发结晶产水率不小于90%,含盐量不大于800mg/L,两股产水混合后含盐量不大于350mg/L,脱盐率达到99%,回用水回收率达到92%。该套膜蒸馏设备可使脱盐率和回用水的回收率达到90%以上,对高含盐废水有较好的处理效果,具有一定的应用推广价值。

热容腔结构参数对近膜面流动的影响

应用粒子图像测速技术(PIV)对膜蒸馏系统热容腔结构参数影响近膜面处的流动情况进行正交试验,考察喷管前端距膜面的距离δ和喷管中心线与热容腔径向夹角β对流场的影响.试验结果表明,合理布置热容腔的结构参数组合可以使膜面冲刷速度增大,对膜面的有效冲刷面积也增大,更好的破坏温度极化和浓度极化,使系统的膜通量增加.对于试验中采用的膜蒸馏系统,最优的结构参数组合是第32组试验,δ1、δ2、δ3,β1、β2、β3的取值分别为4mm、3mm、4mm,50°、35°、25°.流量也是试验中一个重要的影响因素,随着流量的增加,膜面处切向速度增大,对膜面的作用力增大,但是在增大系统流量提高切向冲刷速度的同时,应该考虑膜的机械强度.试验为膜蒸馏系统内部流动的深入研究提供了试验数据和测试经验,可为膜蒸馏系统结构设计的改进和膜蒸馏系统效率的提高提供了参考.

一种新型污泥处理装置设计

本设计公开了一种新型污泥处理装置及工艺,主要包含污泥轴流泵、污泥运输管道、污泥处理池、溢流堰、臭氧消毒系统、膜蒸馏系统、冷却循环系统、太阳能加热系统。该装置首先由污泥轴流泵通过污泥运输管道与污泥处理池连通,溢流堰设置于污泥处理池内,且将污泥处理池分隔为污泥沉淀区、膜蒸馏区;其次,污泥运输管道与污泥沉淀区连通,冷却循环系统与所述膜蒸馏区管道连接;最后,太阳能电池板设置于所述污泥处理池外部,两根加热棒分别设置于所述污泥沉淀区、所述膜蒸馏区。该设计主要优点是:减少污泥内含水率,无有毒有害物质产生;通过臭氧氧化分解污泥中有机质,并对污泥中病菌进行了高效消毒杀菌,降低污泥对环境的危害;实现绿色能源的有效利用和节能减排效应,降低运营成本。