膜蒸馏技术处理RO浓水的研究现状与进展

1.3.2冷冻法

利用冷冻法浓缩浓盐水的原理是在浓盐水结冰的过程中，能够产生盐水分离的现象，大量的盐分被排出在冰晶以外，这样就达到了浓盐水浓缩的目的，但还须和离心法、融冻法等结合才可使高浓度盐水易从冰晶中排出。张宁等[17]以原浓盐水的盐度为5.2%为原料对冷冻法进行了研究，研究结果表明在-20℃下冷冻，离心冷冻后盐度可达0.5%，占原体积的40%，而二价离子含量如Ca、Mg等同时下降，工艺流程图如图2所示。

图2青岛海水淡化厂的冷冻法处理浓盐水流程

近两年，李凭力等利用冬季的自然冷能对雾化冷冻脱盐技术进行了研究，结果表明利用该技术海水的脱盐率能达到88.63%，并且在冬天利用自然界的冷能进行喷雾分离盐水使冷冻法处理浓盐水技术成为节能环保的技术[18]。

1.3.3喷雾脱水法

喷雾脱水的技术原理是使浓盐水通过雾化喷头，形成微米大小的雾滴喷入干燥塔内，与干燥塔内的热空气相接触，进行热量传递，由于雾滴体积小而其比表面积大，在塔内雾滴的水分迅速蒸干、浓盐水雾滴结晶，达到浓盐水的近零排放。喷雾脱水工艺流程图如图3所示。

图3喷雾脱水工艺流程图

喷雾脱水技术消耗能量有可能是常规技术的40%或更低，并且溶液浓度越高越能避免结垢和实现液体近零排放。因而在特定的淡化环境中高温常压太阳能蒸发喷雾高浓度盐水技术将大有用武之地，具有显著的发展趋势。

1.3.4电渗析法

电渗析法浓缩技术(ED)的核心为离子交换膜，在直流电场的作用下对溶液中的阴阳离子具有选择透过性，即阴膜仅允许阴离子透过，而阳膜只允许阳离子透过[20]。通过阴阳离子膜交替排列形成浓、淡室，从而实现物料的浓缩与脱盐。电渗析法具有装置使用寿命长、对进水预处理要求低、环境污染少、能量消耗低等优点。

王郁[21]考察了电渗析体系对不同离子的脱除性能，发现在初始浓度和操作电压相同时，阳离子传质通量由钾离子、钠离子、镁离子依次增大，阴离子传质通量由大到小顺序为氯离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子;针对实验含盐废水，经过160min电渗析脱盐处理后，废水总含盐量由21380mg/L降至1583mg/L，总脱盐率达到92.6%。

1.3.5膜蒸馏法

膜蒸馏(MembraneDistillation，MD)是一种用于处理水溶液的新型膜分离过程。MD中采用的膜为疏水性微孔膜(如PTPE，PP等)，膜将两侧温度不同的料液分隔，膜热侧料液的蒸气压高于其冷侧的蒸气压，在蒸气压差的驱动下，挥发性组分如水，透过膜孔转移到膜冷侧，冷凝液化为馏出液;而液相非挥发组分如盐，和大分子无法透过膜孔而被截留，从而达到分离提纯的目的。这种传递过程包括三个步骤：

(1)水在料液(高温)侧膜表面汽化;

(2)汽化的水蒸气通过疏水膜孔进行传递;

(3)水蒸气在膜的低温侧冷凝为水。

根据蒸气冷凝方式不同，膜蒸馏可分为直接接触式、气隙式、真空式和气扫式四种形式，如上图(图4)所示[22]。在具体应用中，选用哪一种膜蒸馏要视具体情况而定，比如原料液的挥发性、成分以及对通量的要求等。

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