Removal of 2,4-dichlorophenol from wasterwater by vacuum membrane distillation using hydrophobic PPESK hollow hiber membrane

2,4-Dichlorophenol was removed from wasterwater using a new hydrophobic poly（phthalazinone ether sulfone ketone） （PPESK） hollow fiber membrane by vacuum membrane distillation （VMD）.

中空纤维脱气膜技术研究和应用进展

中空纤维脱气膜由于能耗低、成本低的特点在气体分离领域具有广阔的应用前景。从材料和制备工艺出发,介绍了不同聚合物膜材料对脱气性能的影响,对比了非溶剂诱导相分离(NIPS)和热诱导相分离(TIPS)制备中空纤维脱气膜的优缺点。分析表明,提升脱气效率仍是提升中空纤维膜性能的根本问题,并指出可以通过改变涂料成分、寻找新添加剂的方式来改善膜结构以提升脱气效率。最后对中空纤维脱气膜的发展方向进行了展望。

机械蒸汽再压缩耦合中空纤维真空膜蒸馏系统试验

为了解决工业废水处理过程中分离效率低、运行能耗高的问题,设计搭建了一套新型的机械蒸汽再压缩(MVR)耦合中空纤维真空膜蒸馏系统,考察了耦合系统的运行特性,并开展了不同进料条件及长时间运行下系统对氯化铵溶液蒸发的试验研究。结果表明,当进料液氯化铵质量分数、进料液温度、进料液流量和真空侧压力分别为5%、75℃、10 m^(3)/h和24 kPa时,产水速率和产水电导率基本稳定在45.9 kg/h和11.9μS/cm,分离效率为99.9%,单位加热能耗(SHEC)为118.5 kW·h/t。随着进料液氯化铵质量分数的增加,产水速率减小,SHEC增加;而随着进料液温度和进料液流量增加,产水速率增加,SHEC减小。经过240 h运行试验,膜污染并未明显影响产水水质,但降低了产水速率,经膜清洗后,产水速率可恢复至原来的96.1%,该系统能够高效分离氯化铵溶液,回收能源,应用前景非常广阔。

PVDF疏水中空纤维膜的膜蒸馏含盐废水处理性能研究

利用新型高通量聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,对石化企业废水经反渗透(RO)处理的浓排水进行减压膜蒸馏(VMD)处理实验。研究了RO浓排水流速、温度和冷侧真空度对VMD过程中PVDF膜性能的影响,考察了PVDF膜在VMD法RO浓水浓缩过程中的性能变化。结果表明,原液流速对膜性能无明显影响;原液温度或冷侧真空度提高都会使膜的产水通量明显上升,而产水电导保持稳定。在冷侧真空度为-0.095MPa、原液温度70℃、流速0.66m/s的条件下,经15.2h实验,将RO浓排水浓缩20倍,膜的产水通量从25.8L/(m2.h)降低至11.8L/(m2.h),产水电导低于4μS/cm,脱盐率高于99.99%,产水CODCr值约30mg/L。经过5次浓缩实验后,PVDF膜的通量和产水电导均保持稳定。

PVDF疏水中空纤维膜与组件对真空膜蒸馏性能的影响

利用高孔隙率的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行真空膜蒸馏(VMD)脱盐实验。在真空度0.095MPa,盐水温度60℃,流速1.5kg/min的条件下,着重研究了中空纤维膜内径、壁厚,组件长度、装填纤维数目等结构参数对VMD性能的影响。结果表明:组件长度或装填纤维数目增加,组件产水通量明显降低而总产水通量明显提高;中空纤维膜内径对VMD产水通量影响较小,而膜壁厚增加使通量明显降低;用内径1.0mm壁厚0.1mm的膜制成的长度21cm装填纤维50根的膜组件,产水通量达到21.8kg/(m2.h)。VMD过程产水的电导率保持在4μS/cm以内,脱盐率达99.99%,受膜、组件结构及操作条件影响很小。

聚丙烯中空纤维微孔膜减压膜蒸馏

研究了聚丙烯中空纤维微孔膜（PPHM）减压膜蒸馏（VMD）对0．51mol／LNaCl水溶液的分离性能．实验表明，在40～65℃盐水温度范围内，两个膜组件的脱盐效率接近100％，蒸馏通量J随盐水温度的升高而增大，J与膜两侧的蒸汽压差△p成线性关系．PPHM的装填密度不同时，器件的蒸馏系数Km没有明显差别，但装填密度较低时膜两侧的△p较大，使得J较大，表明渗透过蒸汽在膜下游的传质对蒸馏通量有很大影响．

海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究

采用PVDF中空纤维膜及PTFE微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为24 L/h时,进料侧浓盐水温度为346.35 K时,PVDF中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26 kg/(m2.h).而在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为120 L/h,进料侧浓盐水温度为340.15 K时,PTFE平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8 kg/(m2.h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.

减压膜蒸馏法浓缩反渗透浓水试验研究

利用新型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,采用减压膜蒸馏(VMD)法对石化企业废水的反渗透(RO)浓水进行脱盐、浓缩处理。研究了对浓水及预处理除硬后浓水的VMD浓缩过程中膜的通量、产水和浓缩液水质的变化规律;采用扫描电镜(SEM)及能谱议(EDS)分析了膜表面形貌及元素组成,研究了VMD过程通量下降的原因。结果表明,微溶无机盐的沉积是造成VMD过程通量降低的主要原因。RO浓水经过预处理后,在真空度0.095MPa,原水温度70℃,流速0.66m·s-1的条件下,VMD过程通量达25.83kg·m-·2h-1,将其浓缩至20倍时通量仍保持在11.7kg·m-·2h-1,产水电导保持在4μS·cm-1以下。

真空膜蒸馏用于多元醇水溶液分离的研究

利用自制的聚丙烯中空纤维膜,采用真空膜蒸馏法对1,2-丙二醇水溶液的分离进行了研究。考察了料液入口温度、冷侧真空度、料液流量以及料液浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明,膜通量随料液入口温度、冷侧真空度及料液流量的增加而增加,随料液浓度升高而下降。截留率随料液入口温度、冷侧真空度和料液浓度的增加而下降,料液流量的变化对截留率没有明显的影响。本试验条件下最佳截留率可达100%,表明利用真空膜蒸馏技术可有效实现多元醇水溶液分离。

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0.3mS.m-1。当进料液温度70℃,冷侧真空度85kPa,进料流速1.33m.s-1时,AVMD过程膜通量可高达45kg.m-.2h-1,而相同实验条件下减压膜蒸馏(VMD)过程的通量约为30kg.m-.2h-1。

PTFE中空纤维膜用于浸没式真空膜蒸馏脱盐的研究

通过调整挤出头尺寸,制备出不同壁厚的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜.采用浸没式真空膜蒸馏(SVMD),研究了膜丝壁厚、操作条件、NaCl浓度等对产水通量和脱盐率的影响.结果表明,降低膜壁厚度可增加产水通量;提高料液温度和冷侧真空度可明显提高产水通量;曝气亦可提高产水通量,当曝气量超过6m3/(m2·h)时,产水通量反而下降.连续运行800h的实验表明,产水通量随工作时间的延长而减小,200h后趋于稳定,脱盐率可保持在99.6%以上.

反渗透浓水除硬方法及其对减压膜蒸馏过程的影响

采用高通量聚偏氟乙烯疏水中空纤维膜对某石化废水经反渗透(RO)处理后的浓水进行减压膜蒸馏(VMD)浓缩处理。着重研究了RO浓水除硬方法、除硬药剂用量及其对VMD法RO浓水处理过程中膜通量衰减的影响。结果表明:采用烧碱法或石灰-纯碱法,加入适量除硬药剂后均可使RO浓水中硬度的去除率达96%以上。RO浓水经过除硬处理后,VMD过程的初始通量达25.8 kg/(m2·h),将RO浓水浓缩至10倍时,通量仍保持在14.8 kg/(m2·h);而对未除硬RO浓水的VMD过程,初始通量为22.3 kg/(m2·h),浓缩至2.5倍时通量即降低至10.2 kg/(m2·h)。

减压膜蒸馏过程与热泵耦合技术研究

采用压缩式热泵回收减压膜蒸馏(VMD)过程的相变热,用于加热减压膜蒸馏系统原料液,并研究VMD过程与热泵耦合技术,以获得二者耦合工作的最佳工艺条件.结果表明:在组件进膜温度为70℃、膜组件面积为0.1 m2、膜蒸馏系统的进料流量为2.0 L/min、原料液加热循环流量为2.3 L/min、蒸汽冷凝循环流量为1.6 L/min、真空度为0.09 MPa条件下,热泵COP为3.08,膜通量为17.8 kg/(m2.h),产水电导率小于10μS/cm.这说明热泵较好地回收减压膜蒸馏过程中的蒸汽潜热,达到了能量循环使用的目的.

乙醇水溶液真空膜蒸馏分离过程的模拟分析

真空膜蒸馏技术可用于分离水溶液中的有机挥发性化合物(VOCs),是一种治理遭受VOCs污染工业废水的新方法.对低浓度乙醇水溶液二元体系下的真空膜蒸馏过程展开了模拟分析,膜内的传质按Knudsen扩散原理考虑,界面上的平衡关系按Van Laar活度系数法给出.模拟结果表明:过程的操作参数对分离效率有较大的影响,进口温度、料液流量、浓度和真空度增加,膜通量将增加;分离因子随进口温度、真空度、浓度增加而减少,料液流量对分离因子影响与真空侧流动形式有关.真空侧流动形式对分离因子有一定的影响,并流条件下,分离因子最大.

超声波-减压膜蒸馏组合技术处理甲基橙溶液的研究

将超声波与减压膜蒸馏技术相结合,采用聚丙烯(PP)中空纤维膜,研究了超声波促进作用下减压膜蒸馏法处理高浓度甲基橙溶液的分离性能.实验结果表明,超声波有利于减轻减压膜蒸馏过程的膜污染,提高分离性能;进料甲基橙溶液浓度600 mg/L时,超声波提高减压膜蒸馏过程的膜通量达44.87%;同时,超声波-减压膜蒸馏组合技术较减压膜蒸馏过程有更大的COD去除率.

混合吸收剂膜减压再生特性的试验研究

针对现有基于醇胺类溶液的化学吸收分离燃煤电厂烟气CO2技术能耗高的问题,对新型混合胺吸收剂膜减压再生进行研究,以期大幅度降低再生能耗。文中采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为再生装置。混合胺吸收剂是以乙醇胺(MEA)为基础,添加羟乙基乙二胺(AEEA)、三乙烯四胺(TETA)、二乙烯三胺(DETA)、2-氨基-2-甲基丙醇(AMP)、哌嗪(PZ)、N-甲基二乙醇胺(MDEA),按30%质量分数配比而成。实验研究了不同吹扫蒸汽流量,不同再生温度对于混合胺吸收剂再生特性的影响,并将混合吸收剂膜减压再生能耗与传统热再生进行比较。实验表明:在80℃再生温度条件下,15%MEA+15%MDEA混合吸收剂再生程度最高,为45.9%;20%MEA+10%AMP混合吸收剂的再生传质速率为1.34 mol/(m2h),相比30%MEA提高了63.4%。再生能耗方面,70℃再生温度并且不考虑吹扫蒸汽作用下,20%MEA+10%AMP的再生过程电耗最低,仅为732.6 kJe/kg(CO2)。综合再生程度,再生传质速率以及再生能耗表现,可以看出MEA+AMP系列混合吸收剂是更好的选择。

真空膜蒸馏浓缩反渗透浓盐水的工艺研究

分别采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜对反渗透海水淡化浓盐水进行真空膜蒸馏的研究。考察了膜下游真空度、浓盐水温度、浓度、流速对膜通量及截留率的影响。结果表明,真空度增大,膜通量和截留率呈增长趋势。料液温度升高,膜通量增加,截留率呈减少趋势。料液流速增加会使通量增加,截留率呈减少趋势,但影响相对不大。随着料液浓度的增加,膜的通量下降,截留率基本保持不变。本实验条件下最大截留率可达99.99%,表明利用真空膜蒸馏技术可有效实现反渗透海水淡化浓盐水的浓缩。

中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧的研究

采用自制的聚丙烯中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧,分别考察了水在中空纤维膜接触器的管程和壳程流动时,真空度、温度、进水流速以及中空纤维膜的有效长度对溶解氧脱除率的影响。实验结果表明:溶解氧脱除率随着系统真空度的增大而显著提高,在真空度为0.09M Pa时,溶解氧脱除率可以达到80%以上;溶解氧脱除率随着流速的增加而增大,当流速达到一定数值之后,溶解氧脱除率保持不变;此外,溶解氧脱除率与中空纤维膜的有效长度密切相关,膜的有效长度越长,溶解氧脱除率越高,但其受进水温度并不明显。

聚丙烯中空纤维膜表面微纳结构构建及其在膜蒸馏中的应用

为了提高聚丙烯中空纤维膜的膜蒸馏分离性能,采用溶胶凝胶法制备不同粒径的单分散二氧化硅(SiO2)微球,使用无氟硅烷偶联剂十八烷基三氯硅烷(OTS)对SiO2微球进行接枝改性,利用相转化技术将改性后的超疏水SiO2颗粒涂覆到聚丙烯中空纤维膜表面对其表征,并进行膜蒸馏实验。结果表明:改性后,不同粒径的超疏水SiO2微球均匀地分散在聚丙烯中空纤维膜表面,形成了粗糙的多孔微纳结构,表面粗糙度明显升高,接触角达到165°以上,具有极好的超疏水性;将其应用到膜蒸馏(MD)技术中进行高浓度盐水的海水淡化实验,改性后的聚丙烯中空纤维膜截留率高达99.99%,通量较原膜提高1倍;在连续脱盐80 h后,通量才有所下降,截留率的变化仍不明显。

真空膜蒸馏法分离乙醇溶液的研究

采用聚偏氟乙烯复合中空纤维膜制作膜组件,制备小型实验装置用来分离从低浓度到高浓度的乙醇溶液,研究探讨了进料温度、料液流速、料液浓度、真空度对膜通量和分离因子的影响。进料温度升高时,膜通量及分离因子均增大。冷侧真空度的增加,通量呈线性增长,但分离因子减小。料液流速对膜通量和分离因子的影响温和。结果表明,真空膜蒸馏适用于浓缩浓度低于60%乙醇溶液,分离因子均在4以上,膜通量最高可达8.86 kg/m2.h。