膜蒸馏在环境中的应用
膜蒸馏概述——精选推荐
膜蒸馏概述膜蒸馏概述2010-08-26 20：17膜蒸馏概述发布：多吉利来源：膜蒸馏概述同反渗透技术一样，膜蒸馏最初发展的一个主要推动力是准备用于脱盐，以替代传统的高能耗蒸馏方法。
与膜蒸馏有关的最早文献可能是Kober的论文，他观察到用胶棉袋子密封的硫酸钱水溶液体积不断减少，同时袋子的外侧出现硫酸按晶体。
他也注意到，甚至在远低于溶液沸点温度下，这种蒸发的速度也很可观。
对该现象的传递机理，Kober做出了两种猜测，其一，他认为胶棉袋子的材质类似凝胶(gels)，水可以从容器内侧扩散到外面，这种解释接近目前的渗透蒸发原理。
其二是，容器本身是有微孔的材料，因而蒸汽分子可以自由通过，但由于表面张力及其他原因，液体不能透过容器。
这种猜测并不能解释提到的现象(如容器外侧出现硫酸钱晶体)，但Kobc：的第二种解释已揭示了膜蒸馏的本质。
1963年，Bodell在一份专利中最早提出了膜蒸馏过程，但在专利中仅说明了膜蒸馏的应用，即用硅橡胶的管式膜制备饮用水。
1967年，wevll的专利中详细地描述了经改进的膜蒸馏装置。
通过weyl的改进，设计的装置通量为1kg/m2·h。
但与此同时出现的反渗透装置的水通量达到5一75 kg/m2·h，所以膜蒸馏逐渐被人们淡忘了。
60年代后期，Findley 发布了研究膜蒸馏的成果，包括基础理论和用各种不同膜的直接接触式膜蒸馏的实验结果。
尽管实验比较粗糙，但他还是成功定性地说明了膜孔中的空气、膜厚度和孔隙率的影响。
Rodger在1968至1975年间有多项专利被批准，几项专利着重开发用于膜蒸馏的板框式膜组件，将分离膜与换热隔层分割排布，以提高膜组件的热效率。
1971年的专利设计了多效膜蒸馏，以分离挥发性不同的组份，如重水的分离。
1972年的专利设计了膜蒸馏的脱盐工艺，包含了料液脱气、膜表面处理等工序在内的整个系统，使用的膜囊括如今使用的大部分材料，如PTFE、PP、PvDF以及疏水处理后的亲水膜。
化学蒸馏技术
化学蒸馏技术化学蒸馏技术是一种常用于分离液体混合物的方法，通过利用不同组分之间的沸点差异，将混合物中的成分逐个分离出来。
本文将介绍化学蒸馏技术的原理、应用领域以及一些相关的进展。
一、原理化学蒸馏是基于液体混合物中不同组分的沸点差异而进行的分离技术。
在化学蒸馏过程中，将混合物加热至沸点，液体开始汽化为气体，进入蒸发器。
然后，气体被冷却回收并凝结为液体，在冷凝器中分离得到不同组分的纯净产物。
根据不同的分离需求，化学蒸馏可以有多种形式。
最常见的是常压蒸馏，适用于液体混合物中组分沸点差异在50℃以下的情况。
此外，还有气体进料蒸馏、反流蒸馏、萃取蒸馏等特殊形式，可以根据具体的需求选择合适的蒸馏方式。
二、应用领域化学蒸馏技术在许多领域中得到广泛应用，如下：1. 石油化工：石油中有许多混合物，其中包含了各种化合物，如石脑油、汽油、柴油、重油等。
通过化学蒸馏技术，可以将原油中的不同组分分离出来，用于不同的用途，如汽车燃料、润滑油等。
2. 制药工业：制药工业常常需要纯净的药物成分。
化学蒸馏可以将药液中的杂质去除，获得纯净的药物品质。
此外，制药工业还可以利用蒸馏技术进行溶剂的回收，减少浪费。
3. 食品工业：食品工业中常用化学蒸馏技术来提取和分离天然香料、香精和食品添加剂等。
这种技术可以从天然物质中提取纯净的化合物，并保持其天然风味。
4. 饮料工业：饮料工业需要通过蒸馏技术来制备无酒精饮料，如蒸馏水、果汁和软饮料等。
这种技术可以去除水中的杂质，并提高饮料的纯度和口感。
5. 环境保护：化学蒸馏技术被广泛用于环境污染控制和废物处理。
例如，通过蒸馏技术可以将废水中的有机物去除，并回收可重复利用的溶剂。
三、进展随着科学技术的不断发展，化学蒸馏技术也在不断改进和创新。
以下是一些相关的进展：1. 加压蒸馏：传统的常压蒸馏在某些情况下可能无法实现有效的分离。
加压蒸馏是一种改进方法，可以提高混合物的沸点，从而使得原本无法分离的组分也可以被分离出来。
膜分离技术在环境工程中的应用
膜分离技术在环境工程中的应用摘要：膜分离技术具有高效节能、流程简易、稳定性强等优势，已被大规模应用于城市污水处理、工业废水净化及制药等诸多领域。
近年来，膜技术在废水处理方面取得了迅速发展，其中的膜渗透、膜蒸馏及其组合工艺等技术在废水的预处理、脱盐处理方面得到了广泛应用，经膜分离后，现场废水中的悬浮物（TSS）、总溶解性固体（TDS）及高质量浓度有机物（COD）等含量显著下降。
关键词：膜分离技术；废水；反渗透；废液具有高浓度TDS、有机污染物种类多及高含量TSS等特点，如何有效处理和回用生产中的废液是高效开发的当务之急。
膜分离技术因其操作管理简单、分离效果好及出水水质高等优势，能够实现对废水的深度处理，是现场废水净化最常用的方法之一。
本文详细介绍了废液的水质特点，着重综述了当前主要的膜分离技术在废液处理中的研究现状，并对膜处理技术进行了优选，从膜的污染与防止、新型膜技术研发及投资成本角度分析了其存在的不足和面临的挑战，最后展望了其发展前景。
1废液水质特性废液中还通常含有高质量浓度的TDS、溶解盐离子、TSS等，体系中的溶解盐分为两类：（1）来自储层地下岩层中的高浓度盐水和岩石基质中部分溶解盐的析出；（2）高质量浓度的TDS中含有大量的溶解盐离子。
这些复杂的成分导致废液呈现出黏度大、含盐量高、化学生物稳定性强及极具污染性等特性，必须进行妥善的处理和回收。
2膜分离技术在废水处理中的研究现状2.1微滤（MF）微滤膜相对其他膜材料孔径直径相对较大，主要截留方式为吸附、架桥及筛孔截留等，在一定的重力和低压作用下，可有效去除废液中的大分子分散颗粒，而对于粒径相对小的污染物清除效果很差。
沙中魁等人将微滤膜应用于RO技术的预处理阶段，大幅度改善了进水水质，同时延长了RO膜的耐久性，一举双效。
通过研究得出，微滤技术处理废液后，废液中的TSS去除率和浊度降低率分别高达100%和97%，但体系中TDS和TOC含量下降幅度很小。
环境工程文献阅读报告
优势
①提供了更大的传质比表面积。 ②由于在膜接触器中，膜两侧流体相对独立、互不干扰,因而消除 了液泛沟流或雾沫夹带等在常规接触器中常见的问题。
应用
液/液接触过程：重金属萃取、芳香族化合物萃取、药物萃取、发 酵产物萃取、生化反应萃取等一系列的高效萃取分离。 气/液接触过程：天然气、烟气中酸性气体的脱除，过程氧传递 （如血液充氧和需氧发酵），废气中VOCs的脱除，饱和/不饱和烃 分离，挥发性生物产品的脱除或回收，水中除氧等多个方面。
体系 膜吸收 膜蒸馏 膜结构填料
壳程 废气 真空 蒸汽
管程 吸收液 废水 冷凝液
料液温度 /℃
温差⊿t/℃
膜 过 程 的 比 较
常温
20~90 60~70
--5~30 5~10
聚四氟乙烯膜（ＰＴＦＥ）
膜材料的 选择
聚偏氟乙烯膜（ＰＶＤＦ） 聚丙烯膜（ＰＰ） 气/液膜接触用膜
聚四氟乙烯膜（ＰＴＦＥ）
膜蒸馏
/
和乙酸甲酯等具有非常出 色的效果
膜结构填料替代
Zhang和Cussler等在2001年首次采用了中空纤维膜替代传统填料 进行精馏分离实验，其思路为以非选择性聚乙醚无孔膜作为结构 填料用于异丙醇/水体系的精馏分离，其中料液走膜管，蒸气走壳 程。其驱动力则是膜两侧的浓度梯度，根据分配系数的差异使得 传质由膜一侧到另一侧。膜是作为一种特殊而有效的结构填料形 式而存在。 优势：膜结构填料替代可以突破液泛、起 泡等传统精馏设备难以逾越的难点和瓶颈， 并使精馏操作范围变宽，分离效率增大。
（1）气相中的物质在气相边 界层中的扩散过程； （2）膜孔中物质的传递过程； （3）气液两相界面的物质溶 解-吸收过程； （4）液相界面的物质向液相 主体扩散过程。
膜分离技术在环境工程中的应用
膜分离技术在环境工程中的应用摘要:环境保护作为一项基本国策，贯彻环境保护措施能够改善生态环境，构建更加生态、健康的宜居环境。
新时期，相关部门必须加强对环境工程的重视，采取切实可行的措施，保证环境工程的施工质量。
面对全球水资源短缺,为了使经处理的废水可重复用于工业、农业和家庭用途,必须改进废水处理过程。
膜分离技术是目前最具发展前景的分离和纯化技术之一,为做好环境治理，解决环境污染问题，介绍了膜分离技术，指出了膜分离技术在环境工程中的应用优势，即具有较低的能耗，无须复杂的应用条件，具有广泛的适用范围和较高的经济效益。
关键词：膜分离技术；环境工程引言膜分离技术是水净化和工业废水处理中最有效的技术之一,是水处理的重要组成部分。
此外,该技术还可以用于回收乳糖和蛋白质等重要成分,可用于食品、乳制品和制药行业。
此外,膜技术可通过安全的方式从废物中去除较高百分比的有害物质,解决了环境污染问题。
多年来,研究人员不断引进传统过滤、混凝-絮凝、生物处理等各种污水处理技术。
此外,还对现有技术进行了改进,以满足当前的排放或重用标准。
膜技术是污水处理的主要发展方向之一。
由于膜技术在水和废水处理方面的优势,它在过去的几十年里有了显著的发展。
膜技术在废水处理领域具有广阔的应用前景,它具有设备规模小、能耗低、投资成本低等优点,对环境友好,符合可持续发展这一要求。
1膜分离技术原理与特点被膜技术是在膜的两侧施加压差,使成分选择性地通过膜并分离的一种技术。
膜是一种选择性透过的材料,在流体流经时其可允许一种或几种物质透过,其他物质被截留,从而达到分离、纯化等目的。
自20世纪60年代末以来,膜技术因化学品需求量少、能耗相对较低、操作时间短、不存在相变、分离的条件比较温和、安全性好,与传统的蒸发、蒸馏相比具有良好的环境兼容性而被广泛应用于分离纯化领域。
在过去的几十年里,膜技术已经成为广泛分离的流行选择,膜分离不仅可以对固体的溶质进行分离,也可以对溶液中溶解的气体进行分离,分离能力范围较为广泛,不仅可以对有机物和无机物的分离,而且能够分离纳米级颗粒。
中国的蒸馏技术
中国的蒸馏技术1.引言1.1 概述中国的蒸馏技术一直以来都是世界瞩目的焦点之一。
蒸馏技术在中国有着悠久的历史，早在古代就已经开始有了相关的应用。
蒸馏技术作为一种重要的物质分离技术，在生产和科研中发挥着重要的作用。
概括地说，蒸馏技术是利用物质不同的沸点来实现物质分离的一种方法。
通过将混合物加热到相应的温度，使其成分中沸点较低的物质先升华为气体，然后再以冷凝的方式将气体转化为液体，从而实现混合物中各组分的分离。
在这个过程中，蒸馏技术能够有效地分离和提取出所需的物质，具有广泛的应用领域。
中国的蒸馏技术起源已久，可以追溯到公元前的古代。
据历史记录，早在汉代时期，中国就已开始使用蒸馏技术来提取草药中含有的药物成分。
这种草药蒸馏技术被称为水蒸气蒸馏，通过加热水，使水蒸气与草药反应，从而获得纯净的药物成分。
随着时间的推移，中国的蒸馏技术也不断发展和完善。
在宋代，中国的蒸馏技术迈入了一个新的阶段，被广泛应用于酿酒和炼制香料等领域。
不仅如此，在元代时期，中国的蒸馏技术还进一步发展，开始应用于生产盐和提炼石油等工艺过程中。
中国蒸馏技术的发展历程，不仅反映了中国古代科技的进步，也展示了中国人民智慧的结晶。
通过对蒸馏技术的持续研究和创新，中国人民不断改进和优化了蒸馏的工艺流程，使得蒸馏技术的应用更加高效和可行。
总而言之，中国的蒸馏技术具有悠久的历史和丰富的经验。
它在药物提取、酿酒、炼油等领域的应用，不仅提高了产品的质量和产量，也为中国的科技发展做出了积极贡献。
随着科技的不断进步，中国的蒸馏技术有着更为广阔的发展前景，将会在未来继续发挥重要的作用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容（1.2）：本文将从以下几个方面来探讨中国的蒸馏技术。
首先将介绍蒸馏技术的起源，包括其最早的使用情况和与其他相关技术的关系。
接着，将详细叙述中国蒸馏技术的发展历程，包括其在不同历史时期的应用情况及相关技术的改进。
最后，将对中国蒸馏技术的重要性进行探讨，并展望其未来的发展方向。
膜蒸馏-结晶技术及在海水制盐中的应用
膜蒸馏-结晶技术及在海水制盐中的应用
曹冬梅;张雨山;高春娟;骆碧君;武海虹
【期刊名称】《盐业与化工》
【年(卷),期】2012(041)006
【摘要】膜蒸馏-结晶技术是近几年来发展迅速的一种新兴分离净化技术.文章综述了该技术在废水处理、溶质回收及盐水分离等方面的应用研究进展.根据我国沿海地区土地资源紧张、水资源短缺的现状和近岸海域环境保护的迫切需求,探讨了利用膜蒸馏-结晶技术对苦卤和海水淡化副产浓海水浓缩利用的可行性.
【总页数】5页(P37-41)
【作者】曹冬梅;张雨山;高春娟;骆碧君;武海虹
【作者单位】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.膜蒸馏-结晶耦合技术在卤水镁盐分离过程中的应用研究 [J], 牛辉哲;张志强;毕秋艳;李小松;蒋南洋
2.海水淡化浓海水制盐技术推进与规模化生产研究 [J], 余国定;林志明;
3.用中性网络模型控制工业结晶罐的结晶粒径：制盐工业自动化技术（4） [J], 梁尊山
4.用中性网络模型控制盐结晶粒径：制盐工艺自动化技术（Ⅲ） [J], 梁尊山
5.膜蒸馏结晶技术研究进展 [J], 陈雨王飞;宋晓梅;苑志华;周婷婷
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膜蒸馏技术
提高膜的固有传质系数，可减弱温差极化现象减弱。当膜的固有传质 系数较高时，流动阻力集中在边界层上，此时，增加扰动会带来传质 效果的提升，提高操作温度同样促进传质 。当然，设置挡板增加扰动 也会造成一定的能量损失，需要综合考察来权衡。
膜蒸馏技术的传质与传热
由此可见 MD 分离的传质过程主要由 3 个阶段组成：①水 分在膜的热料液侧蒸发；②水蒸气穿过膜孔的迁移过程； ③水蒸气在膜的另一侧冷凝。
与之相关的传热过程则主要包括 4 个方面：①热量由料液 主体通过边界层转移至膜表面；②蒸发形式的潜热传递； ③热量由热侧膜表面通过膜主体和膜孔传递到透过侧膜表 面；④由透过侧膜表面穿过边界层转移到气相主体。
大多数MD研究尚处于实验室规模，工业化还不成熟。除DCMD以外， 其他MD类型也应受到更多的关注，它们在膜通量及热效率上有更突出 的优势。
膜组件的优化涉及传质传热、设备投资等方面，应与特定的MD过程及 工艺条件相结合，尤其是将多个方面综合起来研究，从系统角度进行 优化，力求获得整体性能的提升，加快MD技术的工业化步伐。
可能的瓶颈及解决方案
高的能耗与低的热效率是MD过程亟待解决的问题，借助风能、地热能、 太阳能等可再生能源，使用多级热回收装置，都是可借鉴的优化途径。 加强这方面的研究，对于拓宽应用范围，降低运行成本意义重大。
目前MD过程尚无特定的商业用膜，膜材料的性能提升，膜的抗润湿与 抗污染，始终是研究的热点领域，最终的结果是研制出适用于MD过程 的低价高效膜材料。
高的进料浓度会降低蒸汽压力，并引起浓差极化，而且有 可能导致膜的堵塞，因而浓度增加则通量减小。
参数
膜特性参数
膜的特性参数主要包括膜的孔隙率、孔径大小及分布、曲折因子以及 膜厚度等。
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膜蒸馏是一种通过薄膜分离技术进行蒸馏的方法，广泛应用于环境领域。
以下是膜蒸馏在环境中的一些应用：
1.海水淡化：膜蒸馏被广泛用于海水淡化，将海水中的盐分和杂质通过薄膜分离，以产生淡水。
这对于缺水地区或岛屿来说，是一种重要的水资源获取途径。
2.工业废水处理：膜蒸馏可用于处理含有有机物、重金属等废水，通过薄膜的选择性分离，实现对废水的净化，减少环境污染。
3.空气净化：膜蒸馏技术可以用于空气中有害气体的分离，提高空气质量。
例如，可用于去除有害气体、挥发性有机物等。
4.污染土壤治理：膜蒸馏可以用于处理含有有机物、油污、重金属等的污染土壤。
通过将土壤与薄膜接触，实现有害物质的分离和回收。
5.污水处理：在城市和工业污水处理中，膜蒸馏可以用于去除悬浮物、细菌、病毒等，提高污水处理效率。
6.气体分离：膜蒸馏可用于气体分离，例如二氧化碳的分离和回收，有助于降低温室气体的排放。
7.食品加工废水处理：在食品加工行业，膜蒸馏可以用于处理废水，减少废弃物对环境的负面影响。
总体而言，膜蒸馏技术在环境领域的应用，有助于资源的高效利用，减少对环境的负面影响，提高水、空气和土壤的质量。