直接接触式膜蒸馏用于处理含盐溶液的实验研究

doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20181135

化工学报 ›› 2018, Vol. 69 ›› Issue (S2): 246-251.DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20181135

直接接触式膜蒸馏用于处理含盐溶液的实验研究

刘羊九¹, 韩吉田¹, 王云山¹, 任天健²

1 山东大学能源与动力工程学院, 山东济南 250061;
2 约翰内斯堡大学机械工程学系, 南非约翰内斯堡

收稿日期:2018-10-08 修回日期:2018-10-22 出版日期:2018-12-31 发布日期:2018-12-31
通讯作者: 韩吉田

Experimental study on saline solution by direct contact membrane distillation

LIU Yangjiu¹, HAN Jitian¹, WANG Yunshan¹, TIEN-CHIEN Jen²

1 School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China;
2 Mechanical Engineering Science Department, University of Johannesburg, Auckland Park 2006, South Africa

Received:2018-10-08 Revised:2018-10-22 Online:2018-12-31 Published:2018-12-31

摘要/Abstract

摘要：

采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜作为膜材料，利用直接接触式膜蒸馏法处理质量分数分别为5%、15%和25%的NaCl溶液；使用正交实验方法对操作条件进行优化设计，研究表明当料液侧入口温度T₁为80℃，渗透液侧入口温度T₃为20℃，流量100 L/h时膜通量最大，可达12.599 kg/（m²·h）；当料液侧入口温度T₁为80℃，渗透液侧入口温度T₃为35℃，流量Q为40 L/h时造水比最高，可达13.775，截留率均可达到99.9%以上；单因素实验结果表明膜通量随着T₁和Q的增大而增加，随着T₃的升高而降低；造水比随着T₁、T₃的升高而增加，随着Q的增加而降低。研究表明膜蒸馏技术处理含盐溶液具有很好的应用前景。

Abstract:

Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membrane is used as membrane material, NaCl solutions with concentrations of 5%, 15% and 25% are treated by direct contact membrane distillation. Orthogonal experiment is used to optimize the operation conditions, and the result show that value of the permeate flux (J) could achieve maximum value of 12.599 kg/(m²·h) when the inlet temperature of liquid side (T₁) is 80℃, inlet temperature of osmotic side (T₃) is 20℃, and flow rate (Q) is 100 L/h. Gained output ratio (GOR) could be 13.775 when T₁ is 80℃, T₃ is 35℃ and Q is 40 L/h. The salt rejection ratio all is more than 99.9%. The result of single factor experiment show that J is raised with the increase of T₁ and Q, but decreased with the increase of T₃. GOR is increased with the increase of T₁ and T₃, but decreased with the increase of the Q. The research indicate that membrane distillation technology has a good applied prospect of treat saline solution.

中图分类号:

TQ028.8

刘羊九, 韩吉田, 王云山, 任天健. 直接接触式膜蒸馏用于处理含盐溶液的实验研究[J]. 化工学报, 2018, 69(S2): 246-251.

LIU Yangjiu, HAN Jitian, WANG Yunshan, TIEN-CHIEN Jen. Experimental study on saline solution by direct contact membrane distillation[J]. CIESC Journal, 2018, 69(S2): 246-251.

参考文献 16

[1]	颜学升, 王彩云.PVDF膜用于真空膜蒸馏淡化盐水的实验研究[J].成都大学学报(自然科学版), 2017, 36(2):221-224.YAN X S, WANG C Y.Experimental study on vacuum membrane dis-tillation based on brine desalination by PVDF[J].Journal of Chengdu University(Natural Science Edition), 2017, 36(2):221-224.
[2]	THOMAS N, MAVUKKANDY M O, LOUTATIDOU S.Membrane distillation research & implementation:lessons from the past five decades[J].Separation and Purification Technology, 2017, 189:108-127.
[3]	李晓君.多效膜蒸馏过程用于稀硫酸水溶液的深度浓缩研究[D].天津:天津大学, 2012.LI X J.The process of multi-effect membrane distillation was used to study the concentration of dilute sulfuric acid solution[D].Tianjin:Tianjin University, 2012.
[4]	LI J, GUAN Y, CHENG F.Treatment of high salinity brines by direct contact membrane distillation:effect of membrane characteristics and salinity[J].Chemosphere, 2015, 140:143.
[5]	ZHAO D, ZUO J, LU K J.Fluorographite modified PVDF mem-branes for seawater desalination via direct contact membrane distillation[J].Desalination, 2017, 413:119-126.
[6]	SINGH D, SIRKAR K K.Performance of PVDF flat membranes and hollow fibers in desalination by direct contact membrane distillation at high temperatures[J].Separation & Purification Technology, 2017, 187:264-273.
[7]	WU Y, KANG Y, ZHANG L.Performance and fouling mechanism of direct contact membrane distillation(DCMD) treating fermentation wastewater with high organic concentrations[J].Journal of Environ-mental Sciences, 2018, 65(3):253-261.
[8]	JENSEN M B, CHRISTENSEN K V, ANDRÉSEN R.A model of direct contact membrane distillation for black currant juice[J].Journal of Food Engineering, 2011, 107(3/4):405-414.
[9]	王许云, 张林, 陈欢林.膜蒸馏技术最新研究现状及进展[J].化工进展, 2007, 26(2):168-172.WANG X Y, ZHANG L, CHEN H L.Review of membrane distillation[J].Chemical Industry & Engineering Progress, 2007, 26(2):168-167.
[10]	PHATTARANAWIK J, JIRARATANANON R.Direct contact membrane distillation:effect of mass transfer on heat transfer[J].Journal of Membrane Science, 2001, 188(1):137-143.
[11]	RODRÍGUEZ-MAROTO J M, MARTÍNEZ L.Bulk and measured temperatures in direct contact membrane distillation[J].Journal of Membrane Science, 2005, 250(1):141-149.
[12]	IMDAKM A O, MATSUURA T.A Monte Carlo simulation model for membrane distillation processes:direct contact (MD)[J].Journal of Membrane Science, 2004, 237(1):51-59.
[13]	KARAM A M, ALSAADI A S, GHAFFOUR N.Analysis of direct contact membrane distillation based on a lumped-parameter dynamic predictive model[J].Desalination, 2017, 402:50-61.
[14]	王彬, 秦英杰, 崔东胜, 等.多效膜蒸馏技术浓缩回收废水中的二甲基亚砜[J].环境工程学报, 2014, 8(3):1091-1098.WANG B, QIN Y J, CUI D S, et al.Recovery of dimethyl sulfoxide from fiber wastewater by multiple-effect membrane distillation[J].Chinese Journal of Environmental Engineering, 2014, 8(3):1091-1098.
[15]	王丽.减压膜蒸馏浓海水脱盐及膜污染研究[D].天津:天津大学, 2009.WANG L.Study on desalination and membrane fouling by vacuum mem-brane distillation[D].Tianjin:Tianjin University, 2009.
[16]	徐义明, 耿洪鑫, 黄益平, 等.膜蒸馏法处理催化剂废水的试验研究[J].膜科学与技术, 2014, 34(3):121-125.XU Y M, GENG H X, HUANG Y P, et al.Experimental study on treatment of catalyst wastewater by membrane distillation[J].Membrane Science and Technology, 2014, 34(3):121-125.

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[1]	徐肖肖, 陈龙, 肖久旻, 刘朝. 两相流在扁平T型管中压降特性的实验研究[J]. 化工学报, 2018, 69(S2): 174-179.
[2]	白茹真, 贾辉, 张诚, 王捷, 张宏伟. 基于FBG传感的正渗透膜界面剪切力变化特性[J]. 化工学报, 2018, 69(12): 5120-5129.
[3]	费兆阳, 李磊, 成超, 楼家伟, 汤吉海, 陈献, 崔咪芬, 乔旭. 铈锆复合氧化物催化HCl氧化中相互作用机制[J]. 化工学报, 2018, 69(12): 5081-5089.
[4]	徐令君, QI Yang, 王淑娟. [Bmim][BF₄]/MEA混合水溶液吸收CO₂的吸收性能与液液分相机理[J]. 化工学报, 2018, 69(12): 5112-5119.
[5]	张继宗, 常厚春, 常建民, 龙金星, 李雪辉. 生物油淀粉胶黏剂固化特性研究[J]. 化工学报, 2018, 69(12): 5309-5315.
[6]	杨颖, 曲冬蕾, 李平, 于建国. 低浓度煤层气吸附浓缩技术研究与发展[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4518-4529.
[7]	曹晓畅, 王志, 乔志华, 王纪孝, 许振良. 一步法制备含氨基化合物的非对称CO₂分离膜[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4778-4787.
[8]	高佳明, 王明, 马晓华, 许振良. 烧结温度对TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4879-4886.
[9]	水恒心, 潘冯弘康, 金田, 胡军, 刘洪来. 双功能yolk-shell钴@钴氮碳掺杂氧电极催化剂[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4702-4712.
[10]	孙雪飞, 高勇强, 赵颂, 张文, 王志, 王晓琳. 胍基聚合物接枝改性制备抗菌抗污染超滤膜[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4869-4878.
[11]	李阳, 杜乐, 高若梅, 吴偲, 龚亚辉. 微通道中原位分散技术可控制备氧化铜纳米流体及复合薄膜前体[J]. 化工学报, 2018, 69(11): 4918-4928.
[12]	孙洪伟, 于雪, 李维维, 祁国平, 马娟, 吕心涛, 吕慧. 游离氨抑制Nitrobacter活性动力学试验[J]. 化工学报, 2018, 69(10): 4386-4393.
[13]	卢艳军, 胡艳军, 余帆, 于文静. 基于Py-GC/MS的污泥含碳、氧官能团热解演化过程研究[J]. 化工学报, 2018, 69(10): 4378-4385.
[14]	贾晓霞, 王丽, 元宁, 杨江峰, 李晋平. 二价铬/钼/镍空配位MOFs的CH₄/N₂吸附分离研究[J]. 化工学报, 2018, 69(9): 3896-3904.
[15]	许中煌, 雷萍萍, 洪昱斌, 丁马太, 何旭敏, 蓝伟光. 氧化石墨烯/碱式硫酸铝掺杂聚醚砜/聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能[J]. 化工学报, 2018, 69(9): 4066-4074.