探究减压膜蒸馏过程中的钙镁污染研究

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1、天津大学硕士学位论文减压膜蒸馏过程中的钙镁污染研究姓名：高晓飞申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李保安201006摘要膜蒸馏是一种新型的膜分离技术。由于其低温低压操作、脱盐率高、适用范围广等优点，在脱盐领域具有广泛的应用前景，因而广受关注。在目前制约其应用的多种因素中膜污染现象是研究的重点之～。本论文以膜蒸馏过程中的钙镁污染为重点研究对象，系统考察了减压膜蒸馏过程中的温度极化和浓度极化现象及其对膜污染的影响。研究发现，减压膜蒸馏过程中的极化现象受到流量、温度、真空度等因素的影响。流量是影响极化现象的主要因素，适当的提高流量可以在很大程度上减弱

2、减压膜蒸馏(vMD)过程中的极化现象；另一个重要的影响因素是通量，一般来说通量越大极化现象越严重，所以温度、真空度等操作参数均会对极化现象产生影响。论文重点对膜蒸馏过程中容易形成膜污染的钙、镁离子的污染机理分别进行了探讨，实验结果表明：碳酸钙和硫酸钙的污染主要是在料液中形成的难溶物在膜丝表面附着，形成堵塞污染；硫酸钙晶体在膜表面的吸附力较差，其污染过程有一定的不稳定性，而多方面的实验表明硫酸钙易对膜产生较为严重的污染；碳酸镁的污染则主要是在膜丝微孔处及其周围形成较小的晶须状结晶，造成膜污染。实验还考察了海水中NaC!的存在对钙镁离子结垢倾向的影响。结

3、果显示，NaCI的存在能够增加钙镁难溶物的溶解度，从而减弱钙镁难溶物对膜蒸馏过程的污染。最后，实验研究了被污染膜的清洗和恢复。结果显示，对于钙镁碳酸盐造成的膜污染，使用传统的反冲洗和稀盐酸酸洗可以使被污染膜得到很好的恢复；对于硫酸钙引起的膜污染，反冲洗和稀盐酸酸洗效果不明显，采用柠檬酸清洗效果更好。综上所述，实验对减压膜蒸馏(VMD)过程中普遍存在的钙镁污染的机理进行了研究，并建立模型，为减压膜蒸馏(ⅥⅥD)过程中膜污染的系统研究奠定了基础。关键词：．减压膜蒸馏；极化现象；钙镁污染；模型；膜清洗ABSTRACTMembranedistillation

4、isanovelmembraneseparationtechnologyfordesalination．Withtheadvantagesoflowoperatingpressure．highsaltrejectionandwidelyapplication，membranedistillationisapromisingtechnologyindesalination，drawinggreatattentionsbymanyresearchers．Ofallthefactorsofrestrictingitsapplication，membrane

5、foulingisoneofthekeyfactors．Inthisthesis，thekeyobjectiscalciumandmagnesiumfoulingintheprocessofmembranedistillation．Theexperimentresearchforceonthetemperaturepolarizationandconcentrationpolarizationandtheireffectsonmembranefoulingsystematically．Foundingthatthepolarizationinvacu

6、ummembranedistillationprocesswasinfluencedbyfeedflowrate．feedtemperatureandthevacuum．111efeedflowrateisthemainfactorwhichaffectedthepolarization．Increasingthefeedflowratecouldweakenthepolarizationphenomenonsignificantlyinvacuummembranedistillation(VMD)process．Anotherimportantin

7、fluencingfactoristhepurewaterflux．Generallyspeaking，thebiggerthefluxis，themoreseriousthepolarizationis．Therefore，theoperatingparameterssuchastemperatureandvacuumwouldinfluencethepolarizationtoo．Thefoulingmechanismofcalciumandmagnesiumionswhichwereeasytocontaminatethefilmhadbeen

8、discussedrespectivelyinthisthesis．Theresultsshowedthat