水凝膠是用于光熱蒸餾的一種新興材料。光熱蒸餾目前主要用于處理高鹽水,它是一種環(huán)保、綠色且節(jié)能的水處理方法。目前水凝膠用于光熱蒸餾存在的問(wèn)題是制備方法復(fù)雜、成本高。此外水凝膠蒸餾過(guò)程中各個(gè)因素的影響并沒(méi)有得到全面的闡述。本論文通過(guò)將發(fā)泡技術(shù)運(yùn)用到水凝膠的制備過(guò)程中,制備出了生物大分子型水凝膠。該制備方法具有能耗低、費(fèi)用低以及操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。本論文主要通過(guò)光熱蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)測(cè)試制備條件、環(huán)境條件對(duì)于生物大分子型水凝膠蒸發(fā)率的影響,從而確定其是否適用于處理高鹽廢水。采用COMSOL軟件對(duì)水凝膠蒸發(fā)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,確定各種內(nèi)部因素、環(huán)境因素、反應(yīng)器因素對(duì)于水凝膠光熱蒸發(fā)效能的影響。通過(guò)改變DA（鹽酸多巴胺）的用量以及發(fā)泡劑的種類(lèi)和用量來(lái)確定制備水凝膠的最佳條件。經(jīng)過(guò)光熱蒸發(fā)實(shí)驗(yàn),確定生物大分子型水凝膠在一個(gè)太陽(yáng)光照強(qiáng)度下的蒸發(fā)率最高可以達(dá)到約2.6 kg/（m2（13）h）。生物大分子型水凝膠對(duì)于含鹽量的變化以及重金屬離子的存在都具有很好的適應(yīng)性。但是在易揮發(fā)性有機(jī)物存在的情況下,水凝膠的蒸發(fā)率會(huì)出現(xiàn)顯著的降低。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明這種水凝膠僅適用于處理弱酸性和堿性的水體,強(qiáng)酸性的水體會(huì)極大的抑制其蒸發(fā)效果... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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三種不同形式的光熱蒸餾（3）底部加熱型所謂的底部加熱型[15]就是將光熱材料放置于容器的下部，太陽(yáng)能的吸收與轉(zhuǎn)換都發(fā)生在底部，而水的蒸發(fā)發(fā)生在水與空氣的接觸層

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-19-使濾紙潤(rùn)濕。之后將上述攪拌均勻的原料液倒入注射器中，將活塞的活塞頭去除，外包濾紙，之后緩慢地推動(dòng)活塞，將原料液中的水分?jǐn)D壓出去，直到不能再進(jìn)行壓縮為止。之后在常溫下放置2h進(jìn)行凝膠化過(guò)程。（3）發(fā)泡過(guò)程將上述已經(jīng)凝膠好的水凝膠連同針管一起放在95℃水浴鍋中進(jìn)行水浴加熱2h。為了發(fā)泡的完全，要將水凝膠完全浸泡在水中，之后將材料，在常溫下冷卻。將制備好的水凝膠浸泡在去離子水中一個(gè)晚上之后，即得到了可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的生物大分子型水凝膠。2.4水凝膠蒸發(fā)率的測(cè)試方法2.4.1水凝膠蒸發(fā)率測(cè)試裝置水凝膠光熱蒸餾是以太陽(yáng)能作為主要的驅(qū)動(dòng)力，將水凝膠放置于太陽(yáng)光的直接照射之下進(jìn)行光熱蒸餾，實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖見(jiàn)圖2-1。圖2-1光熱蒸餾裝置示意圖本實(shí)驗(yàn)采用界面蒸發(fā)，在實(shí)驗(yàn)裝置中，由于實(shí)驗(yàn)光照面積的限制以及水凝膠密度的影響，所以本實(shí)驗(yàn)需要采用支撐材料，支撐材料需要有以下一些特性：第一是密度要小，由于水凝膠在完全潤(rùn)濕的情況下，密度要大于蒸發(fā)液的密度，使得水凝

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-20-膠無(wú)法懸浮在蒸發(fā)液的表面，所以需要選取密度小的支撐材料來(lái)保證水凝膠的位置在蒸發(fā)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生改變。第二就是不透氣不透水，由于蒸發(fā)液接受到了水凝膠向其傳導(dǎo)的熱量，所以蒸發(fā)液的溫度會(huì)有一定的變化，從而促進(jìn)了蒸發(fā)液自身的蒸發(fā)，為了避免這部分質(zhì)量造成的誤差，所以需要支撐材料還需要具有不透水不透氣的性質(zhì)。圖2-2兩種蒸餾方式示意圖第三就是隔熱作用，由于支撐材料會(huì)與水凝膠有接觸，所以不可避免的會(huì)出現(xiàn)水凝膠向支撐材料的熱傳導(dǎo)，為了避免這部分能量的傳遞對(duì)于水凝膠蒸發(fā)率的影響，選用的支撐材料必須具有隔熱的性質(zhì)。最后是需要具有良好的反光性，由于支撐材料在水凝膠蒸發(fā)過(guò)程中也會(huì)受到光的輻射，為了避免這部分能量產(chǎn)生的影響。綜上所述，采用泡沫塑料作為支撐材料。由于此實(shí)驗(yàn)中所有水凝膠的上表面都與支撐材料的上表面平齊，所以本文根據(jù)支撐材料與水面是否接觸將水凝膠蒸發(fā)形式分為懸浮型和架空型兩種，具體的示意圖見(jiàn)圖2-2。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電滲析-厭氧膜生物反應(yīng)器處理含甘油高鹽廢水[J]. 李騰飛,顏丙花,譚明,張楊,佘宗蓮.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(08)
[2]噴霧蒸發(fā)技術(shù)在化工濃鹽水處理中的應(yīng)用[J]. 李建法,趙利鑫,蓋媛媛,喬世杰.  當(dāng)代化工. 2017(06)
[3]內(nèi)凹?xì)庖航缑婷?xì)壓力在界面蒸發(fā)中的作用[J]. 張金濤,王補(bǔ)宣,彭曉峰.  中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué). 2002(01)

碩士論文
[1]石墨烯基光熱水凝膠的制備及其海水淡化脫鹽特性研究[D]. 劉東青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]高性能正滲透—膜蒸餾耦合技術(shù)處理高鹽廢水的研究[D]. 龍婉曉.湘潭大學(xué) 2017
[3]高鹽廢水低溫多效蒸發(fā)工藝模擬與控制研究[D]. 穆國(guó)慶.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2016
[4]銳孔—凝固浴法殼聚糖凝膠小球制備及其應(yīng)用研究[D]. 毛炳和.華南理工大學(xué) 2014
[5]電滲析—生化組合方法處理高鹽廢水[D]. 王郁.天津大學(xué) 2013
[6]MBR工藝處理高鹽廢水的試驗(yàn)研究[D]. 張哲.青島大學(xué) 2009



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