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利用膜蒸馏浓缩技术进行污水处理的技术特点

近年来,随着膜分离技术的快速发展,反渗透膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术,成为纯水制造、城市、工业污废水深度回用处理的首选技术。但反渗透膜技术理论产水率只有75%,实际只有60%多、大量浓盐水直接排放,不仅浪费大量宝贵水资源,而且严重污染环境。

膜蒸馏浓缩(MD membrane distillation)技术是近年发展起来的一种以疏水微孔膜两侧蒸汽压力差为驱动力的新型膜分离净化过程。通常,水的饱和蒸汽压随温度的指数关系增加。当不同温度的水溶液被疏水膜分隔,由于膜的疏水性,两侧的水溶液不能通过膜进入另一侧。但由于高温侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于低温侧,水蒸汽会从高温侧透过膜孔进入低温侧并冷凝成为渗出水,这种通过膜蒸馏原理获得的渗出水是一种高纯水;浓水则留在高温侧成为渗余水。膜蒸馏浓缩过程无须将溶液加热到沸点温度,只要在膜两侧维持适当的温差就能够进行,只要膜两侧存在一定的温差就能进行(热侧温度50~70℃、冷侧温度20~30℃,膜通量可达20L/m2h以上,出水水质电导率<10μs/cm),因此又称低温膜蒸馏浓缩技术(LMD)。

低温膜蒸馏浓缩技术优点在于:一是膜蒸馏浓缩过程在常压下进行,设备简单,操作方便;二是在非挥发性水溶液的膜蒸馏过程中,由于仅有水蒸气能透过疏水膜孔,因此所产生的水质十分纯净,高于反渗透出水水质;三是盐浓度以及浓差极化对膜蒸馏影响与反渗透相比微不足道,可以处理极高浓度无机盐的水溶液,甚至可以将溶液浓缩到过饱和状态。理论上膜蒸馏除盐产水率可达到100%,远高于反渗透的75%,这是现有所有除盐处理技术所不能达到的。