秦操[1]2001年在《减压膜蒸馏处理含酚废水的研究》文中指出苯酚废水是一种危害十分严重而又普遍存在的工业废水，而对这类废水的处理，国内较为常用的治理方法有物化法、化学法及生化法叁大类。论文就各方法的优缺点进行了综述。 膜蒸馏技术作为物理过程和化学过程相结合的新技术，已经引起广泛关注。减压膜蒸馏法是新型的膜蒸馏技术，具有渗透蒸发和膜蒸馏的优点，过程膜通量大，分离效果好。聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)的疏水性及加工性好，是理想的膜蒸馏膜材料。本文采用PVDF、PTFE两种疏水性微孔膜研究了减压膜蒸馏法分离含酚废水的可行性和优越性，以苯酚水溶液为研究对象，探讨了进料浓度、进料温度、进料pH值、膜的种类等工艺条件对过程的影响。 实验结果表明，进料温度对VMD过程膜通量影响很大，膜通量随进料温度近似有Arrhenius关系；标称孔径为0.22μm的PVDF膜和标称孔径为0.20μm的PTFE膜处理含酚水溶液的适宜进料温度分别为50℃和60℃，此时VMD过程的离子截留率和膜的苯酚去除率都达到最大值；PTFE膜的疏水性较PVDF膜强，在相同进料条件下，用PTFE膜处理含酚水溶液的分离效率和离子截留率更高。 进料pH值对过程膜通量和离子截留率的影响较小；进料pH≤11时，进料温度对选择性系数影响很小；进料pH＞11时，进料温度对选择性系数影响较大。提高进料pH值有利于过程选择性系数的增大，进料pH值为12.3时，过程有最大选择性系数。进料pH值选择在12左右，是比较适宜的。 本文研究表明，在适当的操作条件下，减压膜蒸馏法处理含酚水溶液的离子截留率可达到95％以上，膜通量达到30kg．m~(-2)．h~(-1)以上，分离效率达到90％以上，馏出液中苯酚浓度远远低于国家排放标准。减压膜蒸馏法处理含酚水溶液在工艺上是可行的，在优化的工艺条件下，过程具有比直接接触式膜蒸馏大得多的膜通量，过程的选择性系数和离子截留率都较高，具有潜在的开发和应用价值。
张建芳[2]2005年在《减压膜蒸馏淡化高盐废水的研究》文中指出膜蒸馏是近几年发展起来的一种新型膜分离技术,由于它具有某些膜技术所不具备的优点,可望成为一种廉价的高效分离技术,所以受到各界的普遍关注。膜蒸馏过程所用膜为疏水性微孔膜。本文采用聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)两种膜,通过运用减压膜蒸馏法对含有不同成分的盐水溶液以及实际苦咸水的淡化处理,探讨了进料浓度、进料温度、冷侧真空度和进料流量等因素对膜渗透通量的影响。实验结果如下:1、在减压膜蒸馏过程中,随着冷侧真空度及料液流量、温度的提高,膜的渗透通量有增加的趋势。2、使用聚丙烯(PP)中空纤维膜处理氯化钠、氯化钙、硫酸镁水溶液,淡化效果良好,馏出液的电导率在4μs.cm-1左右,截馏率达到99 %以上;对于不同的盐溶液处理效果一致,可见膜只作为汽—液相界面的支撑,并不区分化学成分。3、通过正交试验设计,获得减压膜蒸馏淡化处理高盐水的最佳实验条件:料液温度为65℃,冷侧真空度为0.085Mpa,料液浓度为20g/L;料液温度和冷侧真空度是影响膜渗透通量的主要因素,而料液的浓度是次要因素。4、膜组件使用一段时间以后,采用不同的清洗剂对被污染的膜进行清洗。实验表明使用0.5mol/L 盐酸以及0.05mol/LEDTA 清洗效果最明显,可迅速有效地将附着在中空纤维膜上的无机污染物去除,使膜渗透通量恢复94%以上。5、使用不同膜孔径的聚丙烯(PP)中空纤维膜淡化处理罗布泊苦咸水,馏出液的电导率都在10μs.cm-1以下,实验结果表明,膜的渗透通量随着膜的孔径的增大而提高,在实验范围内,馏出液的电导率不随膜的孔径增大而变化。6、设计了实际应用的减压膜蒸馏装置,并简单进行了经济预算。
靳钊[3]2007年在《PPESK中空纤维及疏水化复合膜的研制与应用》文中认为含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜酮(PPESK)是本研究组开发的新材料,具有较高的玻璃化转变温度,良好的溶解性、成膜性、机械性能和化学稳定性,是一类用于制备超滤膜、纳滤膜以及气体分离膜新型材料。本文对PPESK中空纤维超滤膜的制备及PPESK中空纤维膜疏水化改性进行了研究,并进行了PPESK中空纤维膜酱油除菌和PPESK中空纤维疏水膜减压膜蒸馏脱除水中氯酚的应用研究。以PPESK为膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,水为凝胶剂,选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为铸膜液体系的添加剂,研究了PVP对铸膜液体系热力学和流变学性能的影响,并探讨了溶剂种类、聚合物浓度、添加剂含量对PPESK中空纤维超滤膜结构和性能的影响。制备了一系列大孔径、高通量的新型聚芳醚砜酮超滤膜。研究表明:PVP的加入可以降低铸膜液体系的热力学稳定性并提高体系粘度,并最终影响PPESK中空纤维膜的结构与性能。研究了次氯酸钠后处理对膜性能的影响,结果表明:次氯酸钠后处理可溶解中空纤维膜孔壁上残留的PVP,使膜孔径增大,纯水通量和孔隙率升高,截留率降低。同时考察了PPESK中空纤维膜的化学稳定性,表明其有较好的耐氯性和耐酸碱性能。对PPESK中空纤维超滤膜脱除酱油中的菌类进行了研究。探讨了操作条件对膜性能的影响以及清洗的方法。结果表明:PPESK中空纤维超滤膜对酱油中的菌类有100%的脱除能力;在27h连续运行实验中,膜的渗透通量没有显着降低;经过蒸汽及化学试剂清洗,膜的通量恢复率均为100%。分别研究了硅橡胶、氟橡胶和氟硅橡胶叁种疏水材料对PPESK中空纤维膜涂覆改性的效果。结果表明:叁种方法均显着提高了PPESK中空纤维膜的疏水性,复合膜的水接触角和水透过压力均有所提高。其中硅橡胶涂覆复合膜的膜蒸馏渗透通量可达3.3L·m~(-2)·h~(-1),对5g/L NaCl水溶液的截留率为99%,在14天连续测试实验中,硅橡胶涂覆复合膜的性能稳定。氟橡胶涂覆复合膜的膜蒸馏渗透通量为3.1 L·m~(-2)·h~(-1),对NaCl水溶液的截留率为98%,但截留率随测试时间的延长而明显降低。氟硅橡胶涂覆复合膜的渗透通量可达3.7 L·m~(-2)·h~(-1),对NaCl水溶液的截留率为94.6%,氟硅橡胶涂覆复合膜在11天后截留率衰减明显。研究了PPESK中空纤维疏水膜减压膜蒸馏法对水中氯酚的脱除性能。计算了中空纤维减压膜蒸馏过程中传质系数和脱除因子,用以表征不同操作条件下对氯酚的脱除能力和脱除效果。结果表明:减压膜蒸馏对水中氯酚有很好的脱除效果。增加操作压力将会增加传质系数,对脱除因子的影响不大;增加操作温度将会增加传质系数,但脱除因子会有所下降。以PVDF、PPESK为膜材料,制备了中空纤维合金膜。研究了聚合物相容性、聚合物含量、共混比、添加剂种类对膜结构和膜蒸馏性能的影响。结果表明:当共混比为18:1和18:2时,两种聚合物组分具有较好的相容性;在负压0.01MPa下,PVDF/PPESK共混合金膜的膜蒸馏通量可达到10.70 L·m~(-2)·h~(-1),对5g/L NaCl溶液的截留率为99%。将PVDF/PPESK中空纤维合金膜用于脱除水中的氯酚,在40℃操作时间为1h时脱除率为39%。
司秀杰[4]2005年在《模拟偶氮染料废水甲基橙溶液的处理研究》文中认为偶氮染料废水由于其高色度、强毒性、难降解,在还原条件下易分解产生致癌性芳香胺,而被视为现今急待治理的废水之一。为此,本论文以具有典型偶氮染料结构的甲基橙的水溶液为处理对象,采用减压膜蒸馏法、微波场技术、超声波场技术及Fenton 试剂法,对其进行了较为全面的研究。在所研究的工艺条件范围内,以甲基橙溶液的脱色率、COD 去除率以及紫外光谱所反映的结构变化进行降解效果的评价;较系统地研究了上述方法的工艺条件对甲基橙溶液处理效果的影响行为,探讨了偶氮染料的降解机制;探索了上述方法的组合工艺,考察了组合工艺条件对处理效果的影响行为,并初步探讨了耦合降解机制。通过减压膜蒸馏分离法处理甲基橙溶液的研究表明,随着进料温度的提高,处理液中组分的扩散速率增加,热侧溶液的饱和蒸汽压增大,有利于提高脱色率及COD去除率;进料流速的增加,有利于热量和质量的传递,从而提高其分离效率;冷侧压力的降低,使过程的推动力降低,降低了膜通量,但却增大了脱色率及COD去除率,提高了甲基橙溶液的分离效率。微波场处理甲基橙溶液的实验研究表明,微波场对低浓度(<50 mg/L)的甲基橙溶液的脱色率及COD去除率处理效果明显,而微波场+Fenton法在处理效果相同时在时间效率上有了大大的提高。微波场降解甲基橙的机理是利用微波作用下的化学反应的非热效应,改变了反应动力学机理,降低了反应活化能。通过处理前后的紫外可见光谱图可见,甲基橙具有的苯环结构和萘环结构被破坏,从而表明甲基橙已经被降解。超声波场及超声波+Fenton法对甲基橙溶液的研究表明,超声波对直接破坏甲基橙结构的作用不明显,超声波+Fenton是一种有效的降解甲基橙的方法,超声波起加速Fenton试剂脱色甲基橙溶液和提高.OH反应速率的作用,从而能加速甲基橙溶液的脱色,并有助于提高COD的去除率,和Fenton试剂的利用率。
周小霞, 高宇, 何创龙, 刘作华[5]2002年在《进料温度对PVDF膜处理含酚废水的影响》文中认为以聚偏氟乙烯 (PVDF)微孔膜为分离膜 ,研究了进料温度对减压膜蒸馏过程处理含酚废水的影响。实验结果表明 :进料温度为 5 0℃时 ,过程具有最高分离效率 (苯酚去除率 )和离子截留率。
王丽[6]2013年在《减压膜蒸馏节能过程应用基础研究》文中提出膜蒸馏技术作为膜技术和蒸馏技术相结合的新型分离技术，在水处理领域具有许多比较优势，但发展至今仍未实现大规模应用，其重要制约因素之一是膜蒸馏过程的耗能问题。本文针对膜蒸馏过程的能量回收问题，进行了深入细致的分析。首先从理论角度应用热力学节能理论对膜蒸馏过程中的能量损失进行分析，找出膜蒸馏过程中能量损失的主要原因：产品水蒸汽的冷凝过程。然后应用理论分析的结果并结合膜蒸馏过程的特征，设计减压膜蒸馏的热量回收过程，即多级减压膜蒸馏过程(Multi-Stage Vacuum Membrane Distillation)和多效减压膜蒸馏过程(Multi-EffectVacuum Membrane Distillation)。在前期研究的基础上，文中对减压膜蒸馏过程的特征规律进行了更深一步的探讨，发现：在膜通量随进料流速和进料温度呈现抛物线型增长趋势的变化过程中，出现拐点区间和过渡区间，跨过拐点和过渡区间后，膜蒸馏特征规律发生一定的变化；减压膜蒸馏过程产生的蒸汽性质几乎只与操作压力呈现平衡状态。应用两种膜进行多级减压膜蒸馏(MS-VMD)实验研究，结果表明：相同的操作条件下，高通量膜热回收效率高于低通量膜。五级VMD热回收工艺流程中，低通量膜的GOR为2.14，热回收率约为51.5%；高通量膜的GOR为3.14，热回收率为65.5%。应用高通量膜进行多效减压膜蒸馏(ME-VMD)实验研究，结果表明：多效减压膜蒸馏比多级减压膜蒸馏工艺能够获得更高的热量回收利用率和GOR，但同时ME-VMD对膜本身的性质如单位面积的膜通量有较高的要求。叁效VMD热回收工艺流程中，GOR最高可达到2，热效率约为50%。在上述研究的基础上，成功搭建了两套节能减压膜蒸馏中试装置：多级减压膜蒸馏中试装置和多效减压膜蒸馏蒸馏中试装置。并对两套装置进行了初步运行和测试，取得了较好的实验结果，其中多效减压膜蒸馏中试装置GOR达到了5左右。
杜军, 司秀杰, 刘作华, 刘仁龙, 朱俊[7]2004年在《减压膜蒸馏法处理甲基橙溶液的实验研究》文中进行了进一步梳理运用标称孔径为0.22μm的疏水性聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜,对减压膜蒸馏法处理甲基橙溶液进行了实验研究,探讨了进料温度、进料浓度、进料流速、冷侧压力对膜通量及脱色率的影响。实验结果表明,在所研究的工艺条件范围内,进料温度、进料流速的提高和进料浓度、冷侧压力的降低有利于膜通量增大;进料温度的提高和进料浓度、进料流速、冷侧压力的降低使脱色率增大。
李睿[8]2009年在《膜吸收净化含苯废气及其传质性能的研究》文中认为本文以含苯废气作为研究体系,开展了膜吸收工艺在VOCs净化领域的研究,研究内容主要包括工艺性能研究和传质理论研究。工艺性能研究方向主要围绕工艺参数的优化、膜材质与吸收剂的兼容性研究等方面展开。传质理论方向则以双膜理论为基础,结合传质阻力方程,建立了传质微分模型,模拟膜吸收传质过程,预测传质相关系数。同时,对减压膜蒸馏工艺再生吸收剂性能也进行了初步的研究,建立了膜吸收-减压膜蒸馏新型组合工艺。首先,根据膜吸收工艺的特点、吸收剂循环利用以及与膜材质的兼容性等因素,结合传统吸收工艺对VOCs吸收剂的要求,对含苯废气吸收剂进行筛选,最终选取工业用于芳烃提纯的N-甲酰吗啉(NFM, n-Formyl morpholine)水溶液作为吸收剂,测定了不同浓度的NFM水溶液的密度、粘度、表面张力和亨利定律常数(苯)等物性参数,通过线性拟合得到不同条件下物性常数的计算公式；采用扫描电镜观察了使用前后膜表面形态的变化,结果表明：NFM水溶液具有较高的表面张力,难以湿润有机高分子膜表面,能与有机高分子膜很好地兼容,有效的避免了因膜孔润湿带来的膜相传质阻力增大对传质过程的影响,该溶液是膜吸收良好的吸收剂。设计并搭建了膜吸收-减压膜蒸馏组合工艺装置,以亲水性有机溶剂NFM水溶液为吸收剂,疏水性多孔聚丙烯中空纤维膜组件为气、液膜接触器,在实验装置上开展了膜吸收净化含苯废气性能的研究：分析了气、液流量、吸收剂温度、吸收剂浓度和进口气中苯初始浓度等操作条件对去除率和传质系数的影响；采用传质阻力方程对总传质系数进行模拟计算,并将模型值与实验值进行对比；同时计算了传质过程中的传质阻力,研究了气液传质过程的控制因素,结果表明：膜吸收净化含苯废气具有较高的传质效率,在NFM体积分数为40%,吸收剂流量20-100 mL·min-1,进口气流量40-300 mL-min-1,进口气浓度10.2 mg·L-1的条件下,C6H6去除率为65.0%-99.5%,总体积传质系数为0.0157-0.08412 s-1；膜吸收工艺在实验时间内具有较高的稳定性和可操作性；传质阻力模型值与实验值符合较好,能够较好的反映膜吸收传质过程,在实验条件下,实验值与模型计算值之间的平均误差为7.9%,最大误差为20.2%；通过对传质阻力计算发现,在NFM水溶液吸收C6H6的体系中,液相传质阻力占总传质阻力的99%以上,气相阻力与膜相阻力可忽略不计,传质过程主要受液膜控制。在双膜理论的基础上建立了气相在中空纤维膜管程流动的膜吸收过程的非线性微分方程,提出了微分方程的数值求解方法；在非润湿条件下,模拟了C6H6在膜丝管程及膜孔内的传质过程,求解出组分在管程及膜孔内的浓度分布,预测传质相关系数,并将模拟结果与实验结果进行了对比,结果表明：对不同气、液流量条件下膜吸收净化含苯废气效率进行模拟,模型计算值与实验值平均误差为1.81%；吸收速率模型值与实验值平均误差为1.9%,总传质系数模型值与实验值平均误差为12.16%。模型可以较准确地描述中空纤维膜吸收C6H6的过程,可作为膜吸收技术工业放大的理论依据。在相同的操作条件下,比较了膜吸收与传统的传质设备填料塔的传质特性和传质性能,结果表明：通过吸收剂流量、进口气流量、进口气浓度及吸收剂NFM体积分数对两种装置的净化效果的影响,膜吸收的吸收效率和总体积传质系数KGa值高于填料塔；膜吸收过程中的传质单元高度HTUG (the height of a transfer units)值明显低于填料塔的HTUG值。膜接触器与传统的传质设备相比具有自身独特的传质特性,这些独特的传质特性使膜接触器具有比传统的传质设备等更好的应用潜力和市场。最后,采用减压膜蒸馏(VMD, vacuum membrane distillation)工艺再生吸收剂,实现吸收剂的循环利用,疏水性聚丙烯中空纤维膜为再生膜接触器,研究了减压膜蒸馏过程中,各操作参数对吸收剂再生性能的影响。实验结果表明减压膜蒸馏技术对含苯NFM水溶液具有较高的再生效率和传质通量。减压膜蒸馏具有体积小,再生效率高,能耗少和膜通量高等优点。
参考文献：
[1]. 减压膜蒸馏处理含酚废水的研究[D]. 秦操. 重庆大学. 2001
[2]. 减压膜蒸馏淡化高盐废水的研究[D]. 张建芳. 新疆大学. 2005
[3]. PPESK中空纤维及疏水化复合膜的研制与应用[D]. 靳钊. 大连理工大学. 2007
[4]. 模拟偶氮染料废水甲基橙溶液的处理研究[D]. 司秀杰. 重庆大学. 2005
[5]. 进料温度对PVDF膜处理含酚废水的影响[J]. 周小霞, 高宇, 何创龙, 刘作华. 渝州大学学报(自然科学版). 2002
[6]. 减压膜蒸馏节能过程应用基础研究[D]. 王丽. 天津大学. 2013
[7]. 减压膜蒸馏法处理甲基橙溶液的实验研究[C]. 杜军, 司秀杰, 刘作华, 刘仁龙, 朱俊. 中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集. 2004
[8]. 膜吸收净化含苯废气及其传质性能的研究[D]. 李睿. 南京理工大学. 2009
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