發(fā)布時間：2017-03-29 03:01

  本文關鍵詞：基于聚四氟乙烯中空纖維膜的空氣間隙式膜蒸餾研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城鎮(zhèn)化的建設進程加快以及人口的不斷增加,水資源的污染與匱乏問題日益突顯。膜蒸餾是一種新型的、易操作、可利用工業(yè)低品位熱源等優(yōu)勢的膜分離技術,但其能耗高、熱效率低一直阻礙著工業(yè)化進程的推進。多效膜蒸餾技術是在膜蒸餾的基礎上加入一個內(nèi)部熱能回收裝置,可提高內(nèi)部蒸汽的熱利用率,減少能耗的損失。本文采用自制的聚四氟乙烯(PT_FE)中空纖維膜為熱膜,PT_FE中空實壁管為冷膜,熱膜數(shù)量與冷膜數(shù)量以1:6的比例相互纏繞,制成內(nèi)部有熱能交換的空氣間隙式膜蒸餾組件,以造水比(GOR)、產(chǎn)水通量(J)、截留率(R)作為衡量指標,考察了熱料液進口溫度T_1、冷側(cè)進水溫度T_4、進料液進口流速Q(mào)、進料液濃度等因素對空氣間隙式膜蒸餾性能的影響。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)以2%NaCl溶液作為進料液,對單支膜蒸餾組件進行試驗。實驗結(jié)果表明,隨著熱料液進口溫度T_1的升高,產(chǎn)水通量與造水比均變大;隨著冷側(cè)進口溫度T_4的升高,產(chǎn)水通量變小,造水比變大;隨著進料液進口流速Q(mào)的增大,產(chǎn)水通量變大,造水比變小。而截留率一直穩(wěn)定在99.9%,且在實驗過程中,GOR最高可達2.907,J最高可達6.144 L·m-2·h-1。(2)以2%NaCl溶液作為進料液,對兩支膜組件進行串聯(lián)。實驗結(jié)果表明,T_1、T_4和Q對產(chǎn)水通量和造水比的影響與單支膜組件實驗結(jié)果類似,但兩支組件串聯(lián)后造水比與產(chǎn)水通量最高僅為1.798與3.888 L·m-2·h-1,要小于單支組件的產(chǎn)水通量與造水比。(3)以電鍍反滲透濃水作為進料液,進行濃縮試驗。實驗結(jié)果表明,當T_1、T_4和Q分別為80℃,30℃,40 L·h-1,空氣間隙式膜蒸餾裝置可將電鍍反滲透濃水的COD由760 mg·L-1濃縮至6000 mg·L-1,電導率由37000μs·cm-1濃縮至300000μs·cm-1,產(chǎn)水通量為3.160 L·m-2·h-1,在濃縮過程中,膜組件的操作性能穩(wěn)定,產(chǎn)水COD小于10 mg·L-1,產(chǎn)水電導率小于50μs·cm-1。(4)以質(zhì)量分數(shù)為3%稀硫酸溶液作為進料液,在單支組件中進行試驗。濃縮實驗中,當T_1、T_4和Q分別為80℃,30℃,40 L·h-1,硫酸溶液質(zhì)量分數(shù)由3%濃縮至20%,產(chǎn)水通量為2.780 L·m-2·h-1,產(chǎn)水電導率為150μs·cm-1。穩(wěn)定性試驗中,膜組件的操作性能穩(wěn)定,連續(xù)運行300 h,產(chǎn)水通量維持在2.938L·m-2·h-1以上,產(chǎn)水電導率穩(wěn)定在46μs·cm-1以下。
【關鍵詞】：PTFE中空纖維膜 空氣間隙式膜蒸餾 造水比 產(chǎn)水通量 濃縮
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ028.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 膜蒸餾概述10-17
• 1.2.1 膜蒸餾的概念及其分類10-14
• 1.2.2 膜蒸餾的優(yōu)缺點14
• 1.2.3 膜蒸餾用膜材料的研究14-16
• 1.2.4 膜蒸餾的歷史與發(fā)展16-17
• 1.3 膜蒸餾的應用17-20
• 1.3.1 海水及苦咸水脫鹽17-18
• 1.3.2 工業(yè)廢水的處理18
• 1.3.3 反滲透濃水的處理18-19
• 1.3.4 硫酸等化工物質(zhì)深度的濃縮19-20
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容20-21
• 第2章 空氣間隙式膜蒸餾用于NaCl溶液的研究21-33
• 2.1 實驗部分21-24
• 2.1.1 試劑和儀器21
• 2.1.2 PT_FE中空纖維膜的規(guī)格21-22
• 2.1.3 膜蒸餾組件制備及參數(shù)22
• 2.1.4 內(nèi)部有熱能交換的空氣間隙式膜蒸餾過程22-23
• 2.1.5 實驗性能評價指標23-24
• 2.1.5.1 產(chǎn)水通量23-24
• 2.1.5.2 造水比24
• 2.1.5.3 截留率24
• 2.2 結(jié)果與討論24-32
• 2.2.1 熱料液進口溫度T_1對產(chǎn)水通量、造水比和截留率的影響24-26
• 2.2.2 冷料液進口溫度T_3對產(chǎn)水通量、造水比和截留率的影響26-28
• 2.2.3 進料液流量Q對產(chǎn)水通量、造水比和截留率的影響28-30
• 2.2.4 料液濃度對產(chǎn)水通量、造水比和截留率的影響30-32
• 2.3 小結(jié)32-33
• 第3章 串聯(lián)膜蒸餾組件用于NaCl溶液的脫鹽研究33-38
• 3.1 實驗部分33-35
• 3.1.1 試驗中所用試劑和儀器33
• 3.1.2 試驗中所用膜絲規(guī)格33
• 3.1.3 空氣間隙式膜蒸餾組件制備及參數(shù)33-34
• 3.1.4 實驗裝置與實驗流程34-35
• 3.2 結(jié)果與討論35-37
• 3.2.1 串聯(lián)組件與單支組件產(chǎn)水通量的對比試驗35-36
• 3.2.2 串聯(lián)組件與單支組件造水比的對比試驗36-37
• 3.3 小結(jié)37-38
• 第4章 空氣間隙式膜蒸餾處理電鍍RO濃水的研究38-46
• 4.1 實驗部分38-40
• 4.1.1 RO濃水水質(zhì)、材料和儀器38-39
• 4.1.2 膜蒸餾組件的的制備與參數(shù)39
• 4.1.3 實驗裝置與運行流程39-40
• 4.2 結(jié)果與討論40-44
• 4.2.1 熱料液進口溫度T_1對產(chǎn)水通量，，造水比和產(chǎn)水指標的影響40-41
• 4.2.2 冷料液進口溫度T_4對產(chǎn)水通量，造水比和產(chǎn)水指標的影響41-42
• 4.2.3 料液流量對產(chǎn)水通量和造水比的影響42-43
• 4.2.4 RO濃水濃縮倍數(shù)對產(chǎn)水通量，造水比和產(chǎn)水指標的影響43-44
• 4.3 小結(jié)44-46
• 第5章 空氣間隙式膜蒸餾濃縮稀硫酸的研究46-54
• 5.1 實驗部分46-49
• 5.1.1 試驗中所用試劑、材料參數(shù)和儀器46-47
• 5.1.2 膜蒸餾組件的的制備與參數(shù)47
• 5.1.3 實驗裝置與實驗流程47-49
• 5.1.3.1 深度濃縮試驗流程48
• 5.1.3.2 穩(wěn)定性試驗流程48-49
• 5.2 結(jié)果與討論49-52
• 5.2.1 深度濃縮試驗49-51
• 5.2.2 穩(wěn)定性實驗51-52
• 5.3 小結(jié)52-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-56
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-61
• 碩士期間發(fā)表論文情況61-62
• 致謝62

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本文編號：273514