马鞍山大型一体化污水处理设备免费设计咨询

马鞍山大型一体化污水处理设备免费设计咨询对于高盐废水的处理，传统方法是首先将废水减量浓缩，然后将浓缩液通过蒸发技术使盐结晶，最终实现废水脱盐和盐资源的回收。目前，已大规模工业化的浓缩方法主要有热法和膜分离法。热法主要是通过加热的方式，将高盐废水中的水分蒸发出来，以达到浓缩和减容的目的，该方法通常利用水蒸气作为热源，因此耗能巨大，运行成本非常高。膜分离法使用选择性透过膜作为过滤介质，以压力差､电势差､渗透压等作为驱动力，实现含盐废水的浓缩，常见的膜分离工艺有微滤､超滤､反渗透､电渗析等。对于膜技术，目前存在的主要问题是膜元件成本高､膜污染及清洗等问题。

膜蒸馏技术是传统热蒸发过程与膜分离技术相结合的新型分离技术，其原理是在疏水性微孔膜的拦截作用下，阻止废液以液体形式穿透膜孔，仅以挥发组分在膜两侧蒸汽压差的推动下穿透膜孔，而非挥发组分则被拦截，最终实现混合物的分离和提纯，具有浓缩倍数高､能耗低等(使用30~70℃的低品热源)特点。在常见的膜蒸馏技术中，真空膜蒸馏技术(vacuum membrane distillation，VMD)是利用真空泵使膜的透过侧维持负压状态，从而增加膜两侧的蒸气压差以提高膜通量，与其他膜蒸馏技术相比，具有膜通量高､温度极化程度低等显著优点，近年来得到了研究人员的广泛关注。Mericq等采用VMD技术对反渗透处理后的海水浓缩液进行进一步浓缩，实验结果表明，当透过侧压力为6000Pa､温度为50℃､雷诺数为4000､进水含盐量为64~300g/L时，膜通量可达7~17L/(m2•h)，VMD工艺可将反渗透处理后的海水浓缩液的体积减少81.9%。刘宇程等采用VMD技术处理经湿式氧化后的页岩气压裂返排液，结果表明，当进水COD为299mg/L､NaCl浓度为67870mg/L时，在操作条件为料液温度70℃､真空度0.085MPa､运行时间为90min情况下，出水NaCl含量仅为1.17mg/L，出水COD降至93.2mg/L。Wen等应用VMD技术处理低放射性废水，实验结果表明，当进水含盐量高达80g/L时，VMD工艺对Cs(Ⅰ)､Sr(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的去污因子可分别达到6000､3700和8300。游文婷等采用VMD工艺对硫酸钠和氯化钙模拟废水进行了处理研究，实验选用聚四氟乙烯平板膜作为膜组件，结果表明：随着进水温度的升高､冷侧压强的减小，通量随之增大，VMD工艺的截留率均达到了99.99%以上。另外，随着膜材料和疏水膜制造工艺的不断发展，在保证较高膜通量的前提下，可有效降低膜污染问题，提高VMD工艺的稳定性和可靠性。

因此，对于高含盐工业废水，如油气田产出水､炼化废水等须回用或外排的高盐废水，真空膜蒸馏技术是一个较好的选择。本研究采用聚丙烯中空纤维膜元件，研究了真空膜蒸馏技术在不同条件下处理模拟高含盐废水的效果，分析了各因素对膜通量的影响程度，对真空膜蒸馏技术进行了初步探索，为高含盐工业废水提供新的处理选择。

在流量为41.8L/h､真空度为0.98atm､含盐量为35g/L时，研究了不同温度对膜通量的影响，其结果如图3所示。可以看出，膜通量与温度成正相关，随着温度的不断升高，膜通量由0.41L/(m2•h)逐渐升高至3.73L/(m2•h)。通过对比多个非线性方程拟合结果，发现膜通量与温度具有良好的指数相关性(R2=1)。Xing等的研究表明，当温度由75℃升高至90℃时，平均膜通量由3.95L/(m2•h)升高至6.12L/(m2•h)；在Sun等实验中，采用VMD工艺，通过对比三种不同的膜在不同温度下的膜通量，发现随着温度的升高三种膜的膜通量均成指数升高。其原因是VMD过程中的传质驱动力主要以膜两侧的蒸汽压差为主，当真空侧压力为定值时，跨膜压差仅取决于料液侧的蒸汽压，根据式(3)，料液侧的蒸汽压与料液温度呈指数关系。因此，随着温度的不断升高，料液侧的蒸汽压､跨膜压差均呈指数上升，最终表现为膜通量与料液温度成指数关系。

2.3 流速对膜通量的影响

本实验通过调整进水流速，研究不同流速对膜通量的影响。流速控制范围为10.5~41.8L/h(相应的雷诺数为100~400)，真空度为0.98atm，温度控制在70℃，进水含盐量为35g/L。实验结果如图4所示，随着流速的提高，膜通量由2.90L/(m2•h)逐步升高至3.97L/(m2•h)。其原因可能如下：首先，由于疏水性的膜只能透过水蒸气，而将不挥发性的Na+和Cl-截留，这些被截留的离子会在膜表面形成高浓度的离子界面层，离子界面层的存在降低了水蒸气分压，其厚度与膜通量成负相关。在层流状态下，随着流速的不断增加，流场的扰动加强，使离子界面层厚度减小，因此膜通量上升；第二，在膜丝的表面，会形成一定厚度的温度边界层，不利于料液与膜表面的热交换。当流速提高时，温度边界层的厚度会受到扰动或减小，进而提高传热效率，降低温度极化效应，使膜通量增大；此外，流速增加缩短了料液在膜元件内的停留时间，减少了料液的温降，使运行温度提高，增加了膜两侧的温差，使膜通量进一步增加。

马鞍山大型一体化污水处理设备免费设计咨询随着料液流速的不断增加，膜通量会随之提高，有部分研究表明膜通量会随着进水流速的增加而趋于一个稳定值，也有部分学者的研究表明膜通量随流速的增加成线性增加。其原因可能是随着流速的不断提高，流态逐渐由层流转变成湍流，温度界面层厚度和离子界面层厚度不会因流态的变化而持续减小，且将趋于某一固定值表现为膜通量先线性升高然后趋于某一稳定值。在本实验中，流速范围较低，均属于层流状态，因此流速和膜通量能够较好的拟合为线性关系(R2=0.9615)。

2.4 含盐量对膜通量的影响

在流量为48.1L/h､真空度为0.98atm､温度为70℃时，研究了不同盐浓度对膜通量的影响。由图5可以看出，随着进水含盐量的增加，膜通量成线性降低趋势(R2=0.9755)；也有研究表明随着盐度的不断增加，膜通量会经历先以较弱的指数性降低，然后再快速线性降低的过程。其主要原因如下：首先，增加进水含盐量会降低水的摩尔百分数，降低水的水蒸气分压，进而降低膜两侧压差；第二，高浓度的盐水会增加离子边界层的厚度，增加传质阻力，使膜通量减小；第三，随着含盐量的增加，料液黏度会随之增加，导致温度界面层中的传热效率降低；此外，有研究表明，长时间高盐度进水会导致盐晶体在膜表面析出，这些晶体可能会堵塞膜孔道，直接导致膜通量的下降。在本研究中，当进水含盐量高达200g/L时，与进水含盐量50g/L相比，膜通量仅下降了26.8%，表现出良好的抗冲击性。