㈠ 膜蒸馏技术分类
直接接触式膜蒸馏是最早出现的膜蒸馏形式,装置相对简单,仅使用疏水膜将冷热液体直接分开,冷热两侧液体直接接触疏水膜,水蒸气从热侧上部通过膜孔进入冷侧上部,完成传质过程。然而,这种设计导致了巨大的热量损失,因为冷热液体直接接触疏水膜,导致热传导效率低下。
气扫式膜蒸馏则在气隙式膜蒸馏的基础上进行了改进。水蒸气通过疏水膜孔后,使用吹扫气体将其吹扫至吹扫腔室并送入冷凝器冷凝,得到纯净的出水。相较于气隙式膜蒸馏,气扫式解决了疏水膜透过侧的浓差极化问题,提升了传质效率,但同时也增加了吹扫气体、吹扫设备和冷凝器的额外装置,导致设备投入和能量消耗增加。
真空膜蒸馏采用不同的策略来增大疏水膜两侧的水蒸气分压差,减小传质阻力。真空泵将通过疏水膜的水蒸气直接抽出,送入冷凝器冷凝,冷侧则通过抽成负压状态的真空室来实现。这种设计有助于增大水蒸气压差,提高膜通量,但随之带来了负压导致疏水膜表面更容易发生结构现象、能耗增加和对结构强度要求高、以及膜两侧压力差对疏水膜机械强度挑战等问题。
气隙式膜蒸馏则将冷侧部分改为冷壁,通过冷壁将通过膜孔进入膜孔与冷壁之间的气隙中的水蒸气冷凝,收集冷壁上冷凝的水作为出水。这种设计避免了冷热液体间的热传导,显著降低了热损耗,但疏水膜左右两侧存在的水蒸气浓度梯度导致了浓差极化现象,减少了疏水膜两侧表面的水蒸气分压差,影响传质效率。
膜蒸馏技术在实际应用中有着广泛的应用范围,如在放射性废水处理、高盐分低放射性废水处理、模拟高含盐废水处理等方面,这些技术在环境保护和废水处理领域发挥着重要作用。具体应用和研究可以通过参考相关文献来深入了解。