膜蒸餾實驗設備

膜蒸餾（membrane distillation，簡稱MD）是一種采用疏水微孔膜以膜兩側蒸汽壓力差為傳質驅動力的膜分離過程，可用于水的蒸餾淡化，對水溶液去除揮發(fā)性物質。例如當不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分隔開時，由于膜的疏水性，兩側的水溶液均不能透過膜孔進入另一側，但由于暖側水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側，水蒸汽就會透過膜孔從暖側進入冷側而冷凝，這與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)、傳質、冷凝過程十分相似，所以稱其為膜蒸餾過程。

技術特點

(1) 膜蒸餾過程幾乎是在常壓下進行，設備簡單、操作方便，在技術力量較薄弱的地區(qū)也有實現的可能性;

(2) 在非揮發(fā)性溶質水溶液的膜蒸餾過程中，因為只有水蒸汽能透過膜孔，所以蒸餾液十分純凈，可望成為大規(guī)模、低成本制備超純水的有效手段;

(3) 該過程可以處理極高濃度的水溶液，如果溶質是容易結晶的物質，可以把溶液濃縮到過飽和狀態(tài)而出現膜蒸餾結晶現象，是目前能從溶液中直接分離出結晶產物的膜過程;

(4) 膜蒸餾組件很容易設計成潛熱回收形式，并具有以高效的小型膜組件構成大規(guī)模生產體系的靈活性;

(5) 在該過程中無需把溶液加熱到沸點，只要膜兩側維持適當的溫差，該過程就可以進行，有可能利用太陽能、地熱、溫泉、工廠的余熱和溫熱的工業(yè)廢水等廉價能源。

(6) 同其它分離過程的兼容性好

應用領域

海水淡化：

淡水資源短缺成為當今社會一大問題，海水淡化無疑是淡水來源的途徑之一。目前從海水或苦咸水獲得淡水的主要方法有：電滲析法、蒸發(fā)法、多級蒸餾法和反滲透法等。近年來迅速發(fā)展起來的蒸餾法與膜法相結合的膜蒸餾技術可望成為一種廉價高效制取淡水的新方法。利用工業(yè)上使用的海水余熱或用工業(yè)廢熱加熱海水進行膜蒸餾海水淡化，具有成本低、設備簡單、操作容易、能耗低等優(yōu)點，使膜蒸餾技術在諸多海水淡化工程有一定競爭力。

超純水的制備：

由于膜的疏水性，原則上只允許水蒸氣通過微孔，因此能得到很純的水。用減壓膜蒸餾對自來水進行處理后，水質達到微電子工業(yè)用高純度水三級和醫(yī)用注射水的標準。特別是近來新型高通量無機膜和有機-無機混合膜的開發(fā)成功，使得用膜蒸餾制備超純水變?yōu)榫哂芯薮笊虡I(yè)潛力的工業(yè)手段。

高鹽廢水處理：

高鹽廢水主要有反滲透濃水、脫硫廢水、油田采出水、氣化灰水、鍋爐排污水等，該類水質具有鹽分高、水質復雜等特點。目前水處理行業(yè)針對該類廢水的處理工藝多種多樣，投資少、技術可靠、工藝穩(wěn)定、運行能耗低是處理該類含鹽廢水的發(fā)展趨勢。

例如脫硫廢水一直是火電廠高鹽廢水處理的難點，廢水中的鈣、鎂、硫酸根等離子含量高，結垢傾向嚴重；同時氯根含量高，腐蝕性強，對設備選材有較高要求。傳統處理工藝主要去除廢水中的濁度、硬度和重金屬，無法將水中鹽分與水分離，不能滿足回用要求，造成大量水資源浪費。膜蒸餾技術可利用電廠余熱，將脫硫廢水濃縮減量，與結晶系統聯用，在節(jié)能減排的同時實現脫硫廢水的零排放；亦可結合分鹽技術，實現固體鹽資源化利用。

l 工業(yè)廢水、污水處理以及料液的分離、濃縮；

l 藥物應用和電廠蒸汽發(fā)電的高純度水；

l 海水、苦咸水淡化，及濃海水（鹽鹵）深度濃縮；

l 納濾、反滲透濃水的深度濃縮加工處理；

l 鹽溶液預濃縮或深度濃縮；

l 鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸，及某些有機酸料液的濃縮；

l 氫氧化鈉、氫氧化鉀、季四銨堿等各類堿溶液的濃縮。