發(fā)布時(shí)間：2020-06-17 00:32

【摘要】：淡水資源短缺成為限制我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。海水淡化作為一種淡水開源技術(shù)，在解決我國淡水資源短缺問題中將起到重要作用。膜蒸餾技術(shù)是一種膜法和熱法結(jié)合的新型分離技術(shù)，該過程在海水淡化方面有著巨大的潛力。傳統(tǒng)膜蒸餾過程以膜兩側(cè)易揮發(fā)組分蒸汽壓差為驅(qū)動力，所以濃縮倍數(shù)不直接受料液滲透壓影響。膜蒸餾過程具有操作溫和、脫鹽率高、設(shè)備簡單、可利用低溫?zé)嵩吹葍?yōu)點(diǎn)，但其熱效率很低。多效膜蒸餾過程在傳統(tǒng)膜蒸餾過程基礎(chǔ)上進(jìn)行了熱量回收，因此具有熱利用率高的優(yōu)點(diǎn)。 本文研究了離子交換與多效膜蒸餾過程結(jié)合用于海水或濃海水深度濃縮的可行性。為防止在高濃縮倍率下海水或濃海水中的硫酸鈣飽和析出，本文采用離子交換法對海水及濃海水進(jìn)行選擇性除鈣。經(jīng)過除鈣后，海水中鈣離子濃度可從410mg/L下降到35mg/L，海水淡化廠外排濃海水鈣離子濃度從695mg/L下降至64mg/L，鈣離子脫除率均在90%以上，而鎂鹽損失率低于10%。脫鈣后的海水或濃海水采用具有內(nèi)部潛熱回收功能的多效膜蒸餾過程進(jìn)行濃縮。本文以膜通量、造水比和餾出液電導(dǎo)率為多效膜蒸餾過程的性能指標(biāo)，研究了操作條件對過程性能的影響。結(jié)果表明，脫鈣后的海水或濃海水可被多效膜蒸餾過程濃縮至250g/L以上，膜通量最高可達(dá)6.07L/m2h，造水比最高達(dá)13.2；當(dāng)除鈣后海水濃縮至250g/L時(shí)，餾出液的電導(dǎo)率小于200μs/cm，膜通量和造水比仍可達(dá)3.61L/m2h和4.96。通過單因素實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜通量和造水比隨著料液濃度上升而下降；熱料液進(jìn)口溫度的提高能夠大幅度提升膜通量和造水比；進(jìn)料流速增加能夠大幅度增加膜通量，但會導(dǎo)致造水比下降；隨著冷料液進(jìn)口溫度提高，膜通量增加而造水比下降。通過單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，多效膜蒸餾過程中應(yīng)該盡可能提高加熱后熱料液溫度，選擇合適的進(jìn)料流速和冷料液進(jìn)口溫度。以除鈣后的海水淡化廠外排濃海水為料液，利用兩種不同的微孔膜制成的多效膜蒸餾組件進(jìn)行了持續(xù)45天的過程穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究，膜組件性能在試驗(yàn)期間沒有明顯下降。 該研究結(jié)果表明多效膜蒸餾結(jié)合選擇性脫鈣是適合于海水深度濃縮及資源綜合利用的高效節(jié)能技術(shù)，為多效膜蒸餾技術(shù)在海水淡化及濃海水處理等方面應(yīng)用奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P747.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2716812