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。     

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.     

新型气隙式膜蒸馏组件盐水浓缩的试验研究

利用新型气隙式膜蒸馏组件对氯化钠溶液进行膜蒸馏试验研究。考察了进料温度、流速、浓度对膜通量、造水比和截留率的影响。结果表明,膜通量和造水比随着进料温度T3升高而增大,随着进料浓度的增加而减小;料液流量增加时膜通量增大,造水比降低;试验过程中截留率基本保持不变,稳定在99.8%以上。当料液浓度为3.0%,进料温度T1为30.0℃,T3为95.0℃、流量为7.0 L/h时,膜通量为4.1 L/(m2·h),造水比为7.0,截留率可达99.8%,经过60 d浓缩试验后,膜通量、造水比和截留率均保持稳定。     

减压膜蒸馏淡化罗布泊地下苦咸水研究

考察了减压膜蒸馏淡化高浓度盐溶液过程中料液温度、浓度、冷侧真空度对膜通量及截留率的影响，结果表明：温度与膜的渗透通量成指数关系；浓度对膜渗透通量的影响呈倒S形；冷侧真空度拐点后膜的通量与膜两侧水蒸汽分压平方根的差成直线关系，这种关系说明了水蒸汽在膜孔内的传质过程是以扩散为主；将减压膜蒸馏过程应用于新疆某地下电导率达到102500μS／cm的地下苦咸水淡化处理，可获得馏出液电导率均小于10μS／cm的较好效果。设计了出水量约为1m^3／h的减压膜蒸馏装置，并初步进行了经济评价。     

纳滤膜脱盐性能及其在海水软化中应用的研究

选择了ESNA1型纳滤膜对NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等4种无机单盐水溶液体系进行分离实验;考察操作压力和料液浓度等的变化对纳滤膜分离性能的影响及纳滤膜脱盐的稳定性,得到一些纳滤膜脱盐的规律;并对ESNA1膜在人工海水和海水软化脱盐中的应用作了初步探索.无机盐体系脱盐实验结果显示:随操作压力升高和料液浓度增大,ESNA1膜对4种盐溶液中的离子的截留率分别增大和减小,操作压力和料液浓度的变化对一价盐溶液的截留率影响较大,对二价盐溶液的截留率影响较小.人工海水和海水软化脱盐试验结果显示:ESNA1纳滤膜在实验过程中稳定性好,在较低的操作压力下膜通量也较高,且ESNA1纳滤膜对Ca2 、Mg2 、SO42-离子的截留率均＞90%,初步判断此种纳滤膜可用于海水软化预处理.     

真空膜蒸馏法再生天然气脱硫废液的研究

采用真空膜蒸馏法处理吸收了硫化氢的碳酸盐富液,考察料液温度、流量、浓度及膜两侧真空度对分离效果的影响。结果表明,在实验条件下,富液进口温度、流量和膜两侧真空度的增加导致膜总通量增大;选择性系数随温度和真空度的增加而减少,随流量增加而升高;初始浓度对脱除率影响不大。装置运行的优化条件是:料液温度为60℃,流量为250 L/h,真空度85 kPa,在此条件下,富液的脱硫率可达96%。     

减压膜蒸馏法浓缩氧化铝碳分母液的可行性

对减压膜蒸馏法浓缩氧化铝碳分母液的可行性进行了研究，系统考察了料液温度、减压侧压力及料液流速等操作条件对水蒸馏通量的影响。结果表明，蒸馏液的pH值约13，减压膜蒸馏对N2AlO2、NaOH及Na2CO，等非挥发性组分的截留率较高，能达到有效浓缩的目的；在实际操作过程中，温度越高、减压侧压力越低及料液流速越大，水蒸馏通量越大。     

氯化钾反浮选药剂的膜技术分离研究

以含氯化钾反浮选药剂料液为研究对象,将膜分离技术应用于盐湖卤水中氯化钾反浮选药剂分离,研究开展药剂含量、操作压力、温度、无机盐离子种类及含量等工艺条件对无机陶瓷膜和聚酰胺复合膜分离药剂效果影响。结果表明,药剂截留率随着药剂含量的增加而增加,随着膜孔径、料液温度的增大而减小,以操作压力小于1.5 MPa、料液温度低于30℃为宜。无机盐对聚酰胺复合膜通量影响显著,其中MgCl_2影响最大;膜通量随着盐含量的升高而下降,药剂截留率均随着盐浓度的升高而逐渐增加;20℃,操作压力1.0 MPa,料液浓度400 mg/L时,聚酰胺复合膜1、2、3对药剂截留率分别达到98.5%、94.9%、89.9%。     

对纳滤膜分离净化湿法磷酸溶液影响因素的研究

选择NP010和NP030两种纳滤膜对含MgSO_4、Fe_2(SO_4)_3、Al_2(SO_4)_3的磷酸溶液进行分离净化试验,考察了盐含量、操作压力、料液温度等对纳滤膜分离性能的影响。结果表明:随盐含量的增大,纳滤膜的通量减小,其对盐的截留率亦下降;随操作压力的增大,纳滤膜的通量增大,截留率也随之增大,但在压力较高时,截留率增大趋势不明显;料液温度上升,纳滤膜的通量上升,截留率下降;在不同盐含量、操作压力、料液温度的条件下,两种纳滤膜对P_2O_5的截留率均在5%以内。     

聚丙烯中空纤维膜的应用与清洗方法

采用聚丙烯中空纤维微孔膜的减压膜蒸馏技术对氯化钠、氯化钙和硫酸镁等盐溶液进行脱盐处理，考察了料液温度、料液流量、料液浓度和冷测真空度对膜的渗透通量和去除率的影响。实验表明：随着真空度及料液流量、温度的提高，膜的渗透通量有增加的趋势。在相同条件下处理不同的盐溶液，膜的渗透通量相差不大，膜的去除率达到99％以上。使用0．5mol／L盐酸以及0．05mol／L EDTA清洗被污染的膜效果最明显，可迅速有效地将附着在中空纤维膜上的无机污染物去除，使膜渗透通量得到基本恢复。     

减压膜蒸馏法处理苯胺废液研究

采用减压膜蒸馏法处理模拟的苯胺废液,考察了料液的温度、pH、流量和冷侧真空度对处理效果的影响。结果表明,装置运行的优化条件是:料液的pH为9,温度为35℃,体积流量为20 mL/min,冷侧真空度为95 kPa,在此条件下,应用减压膜蒸馏法处理苯胺质量浓度为400mg/L的废液,去除率可达98%以上,膜通量可达到39.71 g/(m.2h),处理后废液苯胺的质量浓度可降至4.82 mg/L,可满足GB 8978-1996三级排放要求。     

乳化剂对动态膜分离油水乳化液过程的影响

利用管状陶瓷膜基氧化锆动态膜分离油水乳化液，研究了4种工业常见乳化剂[斯盘80（SP-80）、十二烷基磺酸钠（SDS）、十二烷基硫酸钠（SLS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）]对分离过程的影响。利用正交实验方法考察了乳化剂种类和浓度、乳化液温度和流量以及操作压力对过程的影响。正交实验结果表明，在SDS、1.0 g/L、50℃、120L/h和0.14MPa操作条件下，油水混合物稳定渗透通量最大。单因素实验结果表明，当乳化剂浓度增大时，稳定渗透通量减小；当乳化液温度升高时，稳定渗透通量先增加后降低。无机盐离子Na⁺、Ca²⁺和Al³⁺的存在均可使稳定渗透通量增加。当Al³⁺大于0.75g/L时，乳化液的稳定性被完全破坏，更有利于提高渗透通量。基于实验结果，采用分子模拟方法研究了不同实验条件下乳化剂的乳化效果，分析了SDS的油水界面形成能（E）和水的界面扩散系数（D）与乳化剂浓度和乳化液温度的关系。模拟结果表明，E和D绝对值均随着乳化剂浓度和乳化液温度增加而增大。实验和模拟结果均表明，乳化剂的乳化效果决定了油滴的平均粒径，基于油水分离的堵塞机理，也由此影响了稳定渗透通量。模拟结果从微观角度解释了实验现象，研究结果可为动态膜处理油水乳化液的工业应用提供依据。     

PTFE中空纤维膜萃取苯甲酸工艺研究

以氢氧化钠溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取料液中的苯甲酸,考察了料液相苯甲酸的初始浓度、料液相初始pH、料液相与萃取相流量比、萃取剂的初始浓度对苯甲酸萃取率(η)的影响。结果表明,随着料液初始浓度增大,η增大,当苯甲酸浓度1 g/L时,η减小,但膜通量基本不变,即存在一个最大膜通量,此时苯甲酸浓度变化对传质无影响;料液的pH值下降,η增大;萃取相氢氧化钠浓度增大,η增大;存在一个最佳相流量比(Q料/Q萃)为1.8。另外,温度升高有利于膜萃取。     

PTFE中空纤维膜萃取烟酸工艺研究

以氢氧化钠溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取料液中的烟酸,考察了料液相烟酸的初始浓度、料液相初始pH值、料液相与萃取相流量比、萃取剂的初始浓度对烟酸萃取率(η)的影响。结果表明,随着料液初始浓度增大,η增大,当烟酸浓度0.9 g/L时,η减小,但膜通量基本不变,即存在一个最大膜通量,此时烟酸浓度变化对传质无影响;烟酸料液存在一个最佳pH值为4~5;萃取相氢氧化钠浓度增大,η增大;存在一个最佳相流量比(Q料/Q萃)为2.1;温度升高有利于膜萃取。     

反渗透膜法处理磷酸铁生产废水的零排放工艺研究

以硫酸亚铁为原料生产电池级磷酸铁过程中产生大量的含硫酸根、磷酸根、钠离子的废水。为减少废水排放并使之得到循环利用,采用反渗透膜技术对中试生产电池级磷酸铁的废水处理进行了零排放设计和实验研究,考察了进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对硫酸根和磷酸根的截留率、膜通量和产水率的影响。实验结果表明所采用的反渗透膜对硫酸根、磷酸根的截留率达99.15%以上,进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对截留率影响较小,但对膜通量和产水率影响较大。截留率随着进水压力的增加略有增加,随进水浓度增加和温度的升高而略有减小,膜通量和产水率随进水压力和温度的升高而增大,随进水浓度的增大而减小,pH=6.5时截留率、膜通量和产水率最高。同时采用生产废水制备了硫酸钙晶须,实现了废水零排放。     

Separation of Water and Nitric Acid with Porous Hydrophobic Membrane by Air Gap Membrane Distillation (AGMD)

Abstract

This study investigates the effect of operation parameters on the separation of nitric acid‐water mixture using air gap membrane distillation (AGMD). Porous hydrophobic PTFE membrane was used. The performance was evaluated based on the permeate flux and the nitric acid selectivity. Operating parameters such as feed solution temperature, feed concentration, flow rate, and air gap width were varied. Nitric acid selectivity was found to increase with the increase in feed solution temperature, feed concentration, flow rate, and air gap width. Permeate flux increased, when the feed temperature and the flow rate were increased. The effect of recirculation of the feed solution was also studied. With the recirculation mode, at different initial solution volumes, it was observed that the nitric acid concentration in the feed and the permeate, increased. The rate of flux decline was greater, when the initial feed solution volume was lower.     

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...     

真空膜蒸馏海水淡化过程的强化研究

采用气液两相流技术对管状炭膜真空膜蒸馏模拟海水淡化过程进行强化研究。纯水物系和NaC l水溶液的气液两相流强化实验中,相比未通气体时通量分别增加了29%~35%和16%~66%。气体流量、渗透侧真空度和膜组件放置方式对两相流膜蒸馏过程通量的影响结果表明:气液体积流量之比在(1~2)∶1时两相流强化效果最佳;通量随着渗透侧真空度的增大而增大,且气液两相流操作在较小真空度时通量增加的幅度大于较大真空度时;膜组件的放置方式对通量影响较大,相对于水平放置时,膜管竖直放置时的通量较大,最大可达水平放置时的131%左右。