【摘 要】
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目前,以提高膜蒸馏通量、控制膜污染为目标的膜蒸馏过程强化方法研究已成为膜蒸馏研究领域的热点之一。基于气-液两相流原理的鼓气强化方法,可以有效提高膜蒸馏过程中热流体在
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目前,以提高膜蒸馏通量、控制膜污染为目标的膜蒸馏过程强化方法研究已成为膜蒸馏研究领域的热点之一。基于气-液两相流原理的鼓气强化方法,可以有效提高膜蒸馏过程中热流体在膜内流动的湍流程度,促进热流体/膜界蕊的传质传热效率,达到提升膜蒸馏通量、控制污染的目的。本文即在课题组前期工作基础上,系统研究鼓气强化方法、工艺对气扫、减压膜蒸馏过程性能的影响规律,着重研究组件结构设计等的影响情况。并考察了利用鼓气强化的减压膜蒸馏过程在循环冷却水处理过程中的性能变化规律,以及与无强化的传统减压膜蒸馏过程相比较的优势。
对于气扫式膜蒸馏而言,膜蒸馏通量随着原液温度、流速及渗透侧吹扫气流速的提高而增加;随着装填密度、原液浓度的增加而减小。对3.5%的NaCl溶液浓缩至2.5倍以后,鼓气强化气扫式膜蒸馏过程通量比未施加鼓气强化的通量高约20%。
鼓气强化对减压膜蒸馏过程通量的提升作用明显,对于装填密度为11.1%的组件,鼓气强化气液比为0.6时的通量比无鼓气强化过程提高约28%。过程通量随装填密度和组件长度的增加而减小,按照特定的气/液比,等比例提高原液及鼓气流量,可以缓解组件装填密度和组件长度增加带来的通量降低。在针对石化企业工业循环冷却水的处理过程中,鼓气强化浓缩过程初始通量为26kg/m2·h,无鼓气强化过程通量仅为17.1kg/m2·h,之后通量都有所下降,但鼓气强化浓缩过程基本稳定在21kg/m2·h左右,浓缩至5倍时通量衰减到10kg/m2·h。而无鼓气强化过程通量持续衰减至8.6kg/m2·h,浓缩至5倍时,通量为8kg/m2·h。
膜表面SEM及EDS分析表明,在针对此废水处理过程中,膜面污染物主要是钙镁硅盐垢,通过HCl洗+EDTA-NaOH清洗的方法,可以使膜蒸馏通量有效恢复,恢复率达到96%。针对难溶、微溶无机盐对膜污染的问题,开展相关预处理方法研究,结果表明,利用烧碱-纯碱方法可以去除82%的总硬度。
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