聚丙烯膜在膜蒸馏海水淡化中的应用

书聚丙烯膜在膜蒸馏海水淡化中的应用代朋1，皇甫风云2，孔媛媛2，李宏斌3，袭铁夫3(1．天津工业大学环境与化学工程学院，天津300160;2．天津工业大学纺织助剂有限公司，天津300160;3．中国市政工程华北设计研究总院，天津300074)摘要:使用自制的聚丙烯中空纤维膜制成膜组件，采用真空膜蒸馏法淡化海水，分析自制的聚丙烯膜在海水淡化方面的应用情况。考察了不同的进料方式、流速、温度、真空度等操作条件对膜通量的影响，并对膜污染的情况进行了分析。试验结果表明，自制的聚丙烯膜在膜蒸馏浓缩试验中最大膜通量达到15．85kg/(m2·h)，产出淡水的脱盐率可以达到99．5%以上，浓缩到5倍时淡水回收率达到80%，膜污染后采用盐酸加气洗的方式清洗效果显著。关键词:聚丙烯中空纤维膜;真空膜蒸馏;海水淡化;膜污染中图分类号:X703文献标识码:C文章编号:1000－4602(2013)23－0085－04ApplicationofPPHFMtoSeawaterDesalinationbyMembraneDistillationDAIPeng1，HUANGFUFeng-yun2，KONGYuan-yuan2，LIHong-bin3，XITie-fu3(1．CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China;2．TextileAuxiliariesCo．Ltd．，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China;3．NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandＲesearchInstitute，Tianjin300074，China)Abstract:Theapplicationofapolypropylenehollowfibermembrane(PPHFM)toseawaterdesal-inationinavacuummembranedistillationprocesswasevaluated．Theeffectsofdifferentfeedingmodes，velocity，temperature，vacuumdegreeonmembranefluxwereinvestigated，andmembranefoulingwasanalyzed．ThePPHFMachievedamaximumfluxof15．85kg/(m2·h)．Theoutputwaterdesalinationratewasover99．5%，andthewaterrecoveryratewas80%ataconcentrationfactoroffive．Thefouledmembranecouldbeeffectivelywashedwithhydrochloricacidandair．Keywords:polypropylenehollowfibermembrane(PPHFM);vacuummembranedistillation;seawaterdesalination;membranefouling目前从海水或苦咸水获得淡水的方法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT-MED)和反渗透(ＲO)［1］。其中反渗透海水淡化是近年来发展最快的技术，但其对工作压力和耐压设备的要求比较高，且产水率一般低于40%，仍有60%左右的浓缩水排放［2］。而膜蒸馏法以其独有的脱盐率高、操作条件适中的特点克服了反渗透技术的缺陷，无需高压机械和耐压设备，且具有更高的回收率［3］。笔者采用真空膜蒸馏的方法对海水进行淡化，通过对试验条件的改变和产水水质的检测，来确定自制膜的性能是否达到海水淡化的要求。试验中所使用的疏水膜为自制的聚丙烯中空纤维膜，该膜具有较好的疏水性，仅次于聚四氟乙烯［4］，但聚丙烯膜的生产成本远远低于聚四氟乙烯，且机械强度和耐酸碱性都较强，故其具有广阔的应用前景。1试验部分1.1仪器和设备旋片式真空泵:型号为2X－1，极限真空度为－0．1MPa，额定功率为180W;转子流量计:型号为LZM－15G，流量范围为0．5～4L/min;增压泵:型·58·第29卷第23期2013年12月中国给水排水CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲVol．29No．23Dec．2013号为8818，额定流量为160L/h，额定电压为36V;真空表:测量范围为－0．1～0MPa;压力表:测量范围为0～1．0MPa;热电偶探头:型号为WＲET，分度号为E，测量温度范围为0～400℃。此外，还有501型超级恒温水浴箱、FA1104N型电子天平、DDS－11A型