聚偏氟乙烯中空纖維膜蒸餾性能初步研究.pdf

1、中空纖維膜及組件結(jié)構(gòu)是影響膜蒸餾性能的關(guān)鍵因素,通過膜和組件結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié),可有效的提高膜蒸餾過程的產(chǎn)水通量。目前關(guān)于膜蒸餾過程的研究多集中于對不同應(yīng)用過程及過程機(jī)理研究,對膜、組件結(jié)構(gòu)與膜蒸餾性能關(guān)系的研究大多是通過構(gòu)建或利用已有模型進(jìn)行理論分析和預(yù)測,系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)研究較少。本實(shí)驗(yàn)采用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜,以3.5wt％的NaCl水溶液為測試液,分別進(jìn)行直接接觸膜蒸餾(DCMD)和真空膜蒸餾(VMD)脫鹽過程研究,重點(diǎn)考察

2、了膜及組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)對膜蒸餾性能的影響。 結(jié)果表明:DCMD過程通量隨鹽水溫度和流速的提高而明顯上升,冷側(cè)循環(huán)水流速對通量沒有明顯影響；過程通量隨PVDF中空纖維膜壁厚增加而降低,但膜絲內(nèi)徑對通量的影響相對較小；隨著膜蒸餾組件中膜絲裝填密度或組件長度增加,組件產(chǎn)水通量降低,但組件的總產(chǎn)水量則明顯提高。采用內(nèi)徑1.0mm,壁厚O.1mm的中空纖維膜,制成長21cm,裝填密度10.8％的膜蒸餾組件,在熱側(cè)溫度70℃、冷側(cè)溫度30℃、

3、兩側(cè)流體流速均為0.1m/s條件下,產(chǎn)水通量達(dá)到19.8kg/m2.h。 VMD過程通量隨著鹽水溫度和冷側(cè)真空度的提高而迅速增加,鹽水流速對通量沒有明顯影響；隨著壁厚的增加,過程通量明顯降低,而內(nèi)徑的變化對通量幾乎沒有影響；隨著膜蒸餾組件中膜絲裝填密度或組件長度增加,組件單位面積的產(chǎn)水量降低,但組件的總產(chǎn)水量有所提高。采用內(nèi)徑1.0mm,壁厚0.1mm的中空纖維膜,制成長21cm,裝填密度10.8％的膜蒸餾組件,在鹽水溫度70℃

4、、流體流速0.66m/s、冷側(cè)真空度0.095MPa條件下,產(chǎn)水通量達(dá)到21.8kg/m2.h。 在以上實(shí)驗(yàn)過程中,兩種膜蒸餾過程的脫鹽率均保持在99.99％以上,產(chǎn)水電導(dǎo)低于4μS/cm,幾乎不受膜、組件結(jié)構(gòu)及操作條件的影響。 提出了浸沒式真空膜蒸餾的設(shè)計(jì)思路,通過對鑄膜液配方、芯液組成和紡絲工藝條件的調(diào)整,制備出了浸沒式真空膜蒸餾過程專用外壓式抗壓型PVDF中空纖維膜,并研究了膜結(jié)構(gòu)對其性能的影響。得到了抗壓強(qiáng)度大于