Fond teknik
Nan dènye ane yo, mank dlo ak polisyon yo te gwo pwoblèm ki malè devlopman sosyete imen an. Ki jan yo sèvi ak teknoloji efikas tretman dlo pou jwenn dlo fre soti nan dlo lanmè ak dlo salmè, ak resikle dlo ize endistriyèl, se kle nan rezoud kriz dlo a.
Kòm yon teknoloji tretman dlo efikas, teknoloji separasyon manbràn gen karakteristik efikasite segondè, operasyon kontinyèl ak kontwòl fò, epi li lajman ki itilize nan jaden dessalement dlo lanmè ak tretman dlo ize endistriyèl.
Sepandan, teknoloji tankou electrodialysis (electrodialysis) ak inverse osmoz (RO) nan teknoloji separasyon manbràn toujou gen pwoblèm tankou ba pousantaj itilizasyon tèmik, konsomasyon enèji segondè, presyon k ap travay segondè, ak polisyon segondè. Se poutèt sa, nouvo teknoloji separasyon manbràn te resevwa atansyon toupatou.
APERÇU
Teknoloji distilasyon manbràn (MD) se yon teknoloji separasyon manbràn tèmik ba-tanperati devlope ak devlopman nan desalinasyon manbràn osmoz envès. Kòm yon nouvo kalite chalè-kondwi teknoloji manbràn, li gen bon kandida aplikasyon nan jaden an nan tretman dlo ize endistriyèl akòz kondisyon fonksyònman modere li yo, to pwodiksyon dlo segondè, bon pèfòmans separasyon, ak itilizasyon chalè dechè endistriyèl. An menm tan an, konpare ak teknoloji tradisyonèl manbràn presyon-kondwi tankou nanofiltrasyon ak osmoz inverse, distilasyon manbràn pa mande pou kalite siperyè nan dlo anvan tout koreksyon. Lè w ap trete dlo ize ki gen gwo konsantrasyon ak ki difisil pou degrade, yo ka jwenn dlo pwodiksyon kalite siperyè, epi li te itilize pou trete dlo ize tipik endistriyèl.
PRENSIP
Distilasyon manbràn ka tou senpleman konsidere kòm yon konbinezon de separasyon manbràn ak teknoloji distilasyon. Li se yon pwosesis separasyon ki sèvi ak yon manbràn mikwofob idrofob kòm yon mwayen separasyon epi sèvi ak diferans presyon vapè sou tou de bò manbràn an kòm yon fòs kondwi. Yon bò nan manbràn an an kontak dirèk ak likid la anvan tout koreksyon. Atravè diferans tanperati a sou tou de bò manbràn lan, yon koòdone gaz-likid fòme sou sifas porositë manbràn idrofob yo. Dlo likid la evapore nan vapè epi li pase nan porositë manbràn yo, kondanse nan dlo distile sou lòt bò manbràn an. Sibstans ki pa temèt ki fonn nan dlo pa pral imigre ak vapè dlo, kidonk reyalize separasyon, konsantrasyon, ak pirifikasyon nan likid la manje.
Sans nan pwosesis la distilasyon manbràn se pwosesis transfè chalè ak transfè mas, ak nan distilasyon manbràn, transfè chalè ak transfè mas rive ansanm.
Metòd gaz gwo vitès k ap koule nan chanm faz gaz la pou retire vapè satire a epi kondanse yo rele distilasyon manbràn gaz-bale, ak metòd ekstrè vapè nan faz gaz la nan vakyòm ak kondansasyon li rele vakyòm. distilasyon manbràn;
Metòd la dirèkteman koule dlo refwadisman nan chanm nan faz vapè yo absòbe vapè satire yo rele distilasyon manbràn kontak dirèk;
Metòd pou sèvi ak dlo refwadisman atravè echanjeur chalè imedyatman kondanse vapè satire nan chanm faz vapè yo rele distilasyon manbràn espas lè a.
KLASIFIE
Pandan pwosesis la distilasyon manbràn, yon bò nan manbràn an se an kontak dirèk ak likid la manje, ak lòt bò a ka divize an kat fòm diferan selon metòd yo kondansasyon diferan (gade Figi 1): kontak dirèk manbràn distilasyon (DCMD) , distilasyon manbràn lè gap (AGMD), distilasyon manbràn gaz-bale (SGMD), ak distilasyon manbràn vakyòm (VMD).
De kote yo nan manbràn DCMD yo an kontak ak likid la manje ak sikile dlo refwadisman respektivman. Diferans presyon vapè ki te fòme pa diferans tanperati transmembrane a kondui pwosesis separasyon manbràn tout antye, epi vapè dlo ki pénétrer la kondanse nan dlo refwadisman sikile.
AGMD se menm jan ak DCMD, men yo ajoute yon plak kondansasyon ant bò cho manbràn lan ak dlo refwadisman sikile, ak yon espas lè refwadisman nan mitan an. Apre vapè dlo a pase nan manbràn an, li kondanse sou plak refwadisman an epi li kolekte.
SGMD dirèkteman sèvi ak gaz sèk pou kontinyèlman purge bò permeation nan manbràn distilasyon an, ak vapè dlo a pénétrer yo pran soti nan aparèy la distilasyon manbràn ak kondanse ak kolekte.
VMD sèvi ak yon ponp vakyòm pou ponpe bò permeation pou fòme yon vakyòm sèten, epi vapè dlo a ekstrè ak refwadi apre li fin pase nan manbràn an.
AVANTAJ
(1) Pwosesis distilasyon manbràn lan fèt prèske nan presyon nòmal, ak ekipman senp ak operasyon fasil. Li posib tou pou aplike nan zòn ki gen fòs teknik fèb;
(2) Nan pwosesis distilasyon manbràn solisyon akeuz ki pa temèt, paske se sèlman vapè dlo ki ka pase nan porositë manbràn yo, distilasyon an trè pi bon kalite, ki espere vin yon mwayen efikas pou preparasyon gwo echèl ak pri ki ba. nan dlo ultrapur;
(3) Pwosesis sa a ka trete solisyon akeuz konsantrasyon trè wo. Si solute a se yon sibstans ki fasil pou kristalize, solisyon an ka konsantre nan yon eta oversature ak manbràn distilasyon kristalizasyon ap fèt. Li se pwosesis la sèlman manbràn ki ka dirèkteman separe pwodwi a cristalline soti nan solisyon an;
(4) Eleman distilasyon manbràn an ka fasilman fèt nan yon fòm rekiperasyon chalè inaktif epi li gen fleksibilite pou fòme yon sistèm pwodiksyon gwo echèl ak konpozan manbràn piti efikas;
(5) Nan pwosesis sa a, pa gen okenn nesesite pou chofe solisyon an nan pwen bouyi. Osi lontan ke diferans lan tanperati ant de bò manbràn lan kenbe yon fason ki apwopriye, pwosesis la ka te pote soti. Li posib pou itilize enèji bon mache tankou enèji solè, enèji jewotèmal, sous dlo cho, chalè fatra faktori ak dlo ize cho endistriyèl.
APLIKASYON
1. Dlo ize petwochimik
Pwosesis tradisyonèl tretman dlo ize petrochimik - pwosesis "ansyen twa ansanm", sètadi "separasyon lwil oliv-koagulasyon-filtrasyon" oswa "separasyon lwil oliv-flotasyon-filtrasyon", difisil pou satisfè estanda reinjection dlo egou pou bon jan kalite dlo trete a. Kounye a, osmoz envès (RO) ak pwosesis oksidasyon avanse (AOP) yo te itilize pou tretman dlo ize petrochimik, men RO gen gwo konsomasyon enèji, kondisyon segondè pou bon jan kalite dlo enfliyan ak pousantaj rekiperasyon dlo pwodiksyon ki ba. Teknoloji AOP reprezante pa Fenton mande pou adisyon nan pwodwi chimik yo, ki pwodui yon gwo kantite depo. Konpare ak teknoloji tradisyonèl desalination, distilasyon manbràn ka trete dlo ize ak yon TDS ki rive jiska 350,000 mg/L, ka opere nan yon presyon ki pi ba, epi li gen pi bon adaptabilite nan dlo ize petrochimik.
Yon sèten aplikasyon jeni montre ke pousantaj desalination DCMD nan trete dlo ize petrochimik trè mineralize se kòm yon wo 99%, epi li ka efektivman retire lòt polyan tankou kabòn òganik. Sepandan, distilasyon manbràn gen gwo konsomasyon enèji epi li pa ekonomik tankou RO. Konpare ak teknoloji manbràn presyon-kondwi (tankou RO), distilasyon manbràn gen yon tandans pi ba nan echèl, men dekale manbràn ak mouye manbràn ap mennen nan yon diminisyon nan to pwodiksyon dlo ak bon jan kalite dlo, espesyalman nan kondisyon rekiperasyon segondè. Yo nan lòd yo retade mouye manbràn, manbràn distilasyon an ka modifye pou amelyore pwopriyete anti-fouling ak anti-mouillage manbràn an.
2. Desulfurization dlo ize ki soti nan plant elektrik chabon
Metòd tretman konvansyonèl pou dlo ize desulfurization gen ladan metòd fizik, chimik ak byolojik. Pami yo, metòd chimik yo souvan itilize pou retire SS ak metal lou, men lè bon jan kalite dlo a ak volim dlo varye anpil, efikasite retire metòd sa a pa wo, epi Cl ak F- pa ka efektivman retire. Lè flokulasyon yo itilize pou retire SS ak metal presipite, vitès separasyon an ralanti paske presipite metal yo souvan submicron oswa nanomèt nan gwosè. Teknoloji manbràn tankou mikrofiltrasyon (MF) ak ultrafiltrasyon (UF) yo te itilize pou tretman dlo ize desulfurization, men dlo ize trete a pa ka dirèkteman egzeyate oswa reitilize akòz gwo konsantrasyon TDS li yo. Distilasyon manbràn pa mande pou kalite siperyè nan dlo enfliyan, epi li ka efektivman trete dlo ize ki gen sèl ki gen gwo konsantrasyon. Li te resevwa ogmante atansyon nan jaden an nan tretman dlo ize desulfurization.
Sèvi ak teknoloji distilasyon manbràn pou trete dlo ize desulfurization ka jwenn bon jan kalite dlo pwodiksyon. Sepandan, akòz prezans nan polyan enèji sifas ki ba nan dlo ize a, li fasil lakòz mouye manbràn ak kontaminasyon, ki pral mennen nan deteryorasyon nan bon jan kalite dlo efluan, diminye lavi sa a ki sèvis nan manbràn an, ak ogmante pri tretman an.
Nan dènye ane yo, an repons a pwoblèm yo nan kontaminasyon manbràn ak mouye manbràn, pwosesis konbine yo te resevwa atansyon espesyal. Etid yo te jwenn ke distilasyon manbràn kouple ak lòt pwosesis (tankou FO-MD) gen pi bon efè tretman pase teknoloji distilasyon manbràn sèl, epi li ka efektivman ralanti kontaminasyon manbràn ak mouye, epi ogmante lavi sa a ki sèvis nan manbràn la. Etid yo montre ke konbine lacho mayetik coagulation ak distilasyon manbràn pou tretman dlo ize desulfurization ka jwenn bon jan kalite dlo pwodiksyon, ak manbràn la pa montre mouye manbràn anba operasyon alontèm.
3. Radyoaktif dlo ize
Kounye a, pwosesis prensipal tretman dlo ize radyo-aktif nan peyi mwen an se flokulasyon presipitasyon-evaporasyon-ion echanj, nan ki flokulasyon presipitasyon ak echanj ion pral pwodwi yon gwo kantite polyan segondè, ak konsomasyon enèji nan konsantrasyon evaporasyon twò wo. Etid yo montre ke teknoloji manbràn presyon-kondwi tankou RO ka efektivman separe sibstans radyo-aktif, men efikasite nan retire RO pou bor se sèlman 40% a 80%. Malgre ke pousantaj la retire nan asid borik ka ogmante pa ajiste pH la, akòz efè a tanpon nan asid borik, yon gwo kantite alkali bezwen yo dwe ajoute pou ajisteman ogmante salinite a bor, kidonk diminye pwodiksyon dlo a nan RO.
Yo nan lòd yo retire ti izotòp radyo-aktif ion nan dlo ize, li nesesè konbine teknoloji manbràn presyon-kondwi ak konplèks chimik. Kle a se nan rejenerasyon ajan an konplèks, ak filtraj adisyonèl obligatwa. Lè distilasyon manbràn trete dlo ize radyo-aktif, presyon osmotik la ak polarizasyon konsantrasyon gen ti efè sou flux manbràn, epi li ka opere nan salinite segondè.
The results show that when membrane distillation is used for radioactive wastewater treatment, the retention rate of radionuclides in wastewater is as high as 99%. Boric acid is an expensive filler in controlled pressure reactors. The use of hybrid membrane processes such as NF-VMD can achieve boric acid purification and meet the reuse requirements (boric acid concentration>40g/L). Anplis de sa, solubilite nan asid borik chanje anpil ak tanperati. Manbràn distilasyon kristalizasyon (VMDC) ka fè tout itilizasyon karakteristik sa a pou konsantre asid borik nan dlo ize.
Kontak ant manbràn distilasyon an ak sibstans radyo-aktif ka fasilman detwi estabilite manbràn an e menm lakòz manbràn an degrade. Se poutèt sa, manbràn distilasyon an ta dwe gen ase rezistans radyasyon. Etid yo montre ke modifikasyon fliyò manbràn lan ka amelyore rezistans radyasyon manbràn an.
4. Kokasyon dlo ize
Dlo ize coke gen yon odè pike epi li gen yon gwo kantite polyan toksik ak difisil pou degrade. Teknoloji tretman tradisyonèl yo sitou gen ladan metòd tretman fizik ak chimik, tankou sòlvan ekstraksyon nan konpoze fenolik ak nidite nan amonyak, osi byen ke metòd tretman byolojik, tankou metòd aktive depo. Sepandan, dlo ize trete a toujou gen yon gwo kantite sèl ak konpoze biodégradables, tankou idrokarbur aromat polisiklik ak konpoze heterocyclic.
Apre pwosesis pretretman tankou retire lwil oliv ak distilasyon amonyak, dlo ize cokéfaction a ka toujou kenbe yon tanperati apeprè 50 degre, ki bay kondisyon favorab pou distilasyon manbràn sèvi ak chalè dechè endistriyèl pou trete dlo ize cokéfaction. Nan dènye ane yo, aplikasyon an nan teknoloji distilasyon manbràn nan tretman dlo ize cokéfaction te piti piti vin yon otspo rechèch. Rezilta rechèch yo montre ke distilasyon manbràn gen yon efikasite retire segondè pou sibstans ki pa temèt, ak pousantaj la retire nan polyan nan dlo ize se sitou pi wo a 98%.
Sepandan, polyan idrofob nan dlo ize, tankou idrokarbur aromat ak konpoze heterocyclic, montre gwo afinite ak manbràn idrofob, ki ka fasilman mennen nan mouye manbràn ak fouling manbràn. Pwopriyete anti-fouling ak anti-mouillage nan manbràn an ka amelyore pa pre-trete dlo ize a oswa modifye manbràn la.
5. Dlo ize famasetik
Nan teknoloji manbràn, RO gen yon bon efè tretman sou dlo ize pharmaceutique, men konsomasyon enèji a wo, ak RO gen yon efè tretman pòv sou konpoze molekilè ki ba tankou N-nitrosodimethylamine (NDMA). Nan dènye ane yo, teknoloji distilasyon manbràn piti piti te itilize pou tretman dlo ize pharmaceutique. Nan literati a, distilasyon manbràn yo itilize pou tretman dlo ize pharmaceutique, ak to a retire nan dwòg tankou antibyotik ak konpoze fenolik nan dlo ize ka kòm yon wo 99%. Sepandan, sibstans idrofob nan dlo ize yo fasil pou echèl sou sifas manbràn, diminye flux manbràn. Pre-tretman nan dlo ize tankou flokulasyon ak presipitasyon, konbine avèk distilasyon manbràn, ka efektivman soulaje manbràn dekale ak amelyore to a retire dwòg nan dlo ize pharmaceutique. Anplis de sa, konbine lòt pwosesis ak distilasyon manbràn (tankou pwosesis kouple MBR-MD) ka efektivman retire dwòg tras nan dlo ize.
PROSPECT
Teknoloji distilasyon manbràn te devlope rapidman nan dènye ane yo e li te kòmanse itilize pou trete dlo ize endistriyèl tipik tankou dlo ize petrochimik, dlo ize desulfurization ak dlo ize cokéfag, men li fè fas a anpil pwoblèm tankou to itilizasyon chalè ki ba, pri manbràn segondè, polisyon manbràn ak mouye.
Plis rechèch ki nesesè nan aspè sa yo:
① Diminye konsomasyon enèji nan sistèm distilasyon manbràn, amelyore efikasite itilizasyon chalè, ak plis fè rechèch sou enèji solè, jewotèmal ak lòt teknoloji kouple ak distilasyon manbràn;
② Devlope nouvo materyèl manbràn, konsepsyon eleman divèsifye manbràn, ak amelyore flux manbràn;
③ Pou mekanis fòmasyon an ak mezi prevantif nan dekale manbràn, enfliyans nan karakteristik fouling, karakteristik manbràn, anviwònman fonksyònman ak karakteristik materyèl sou mekanis fòmasyon fouling la ka pwofondman diskite;
④ Kounye a gen ti rechèch sou evalyasyon sik lavi nan distilasyon manbràn.
Se poutèt sa, fè yon evalyasyon sik lavi nan sistèm nan distilasyon manbràn se tou youn nan direksyon rechèch nan lavni.