1. 原料液槽; 2. 磁力泵; 3. 液体流量计; 4. 压力表; 5. 温度计; 6. 中空纤维膜组件;

7. 冷凝管; 8. 产水槽; 9. 蠕动泵; 10. 循环水式真空泵; 11. 气体流量计; 12. 干燥塔

图 1

膜蒸馏实验装置流程图

Fig. 1

Ex perimental apparatus for M D process

三种 MD 过程的热侧回路都由恒温水浴、磁力

泵、

流量计、压 力表、温度 计组成; 冷侧回路则各有

特色:

1) V M D 中, 在循环水式真空泵所提供的真空

度下, 蒸 汽 透 过 膜 孔, 经 冷 凝 管 冷 凝 后 进 入 产
水槽;

2) D CMD 产水槽中的去离子水通过冷凝器冷

却以保持在预定温度, 由磁力泵驱动使其在冷侧循
环, 从而使渗透蒸汽冷凝收集在产水槽中;

3) SGM D 中, 在循环水式真空泵的抽吸作用下

形成的气流经由干燥塔和气体流量计后进入组件,
将渗透蒸汽带入冷凝管中冷凝, 然后流入产水槽.

料液在恒温水浴中加热到预定温度后, 打开冷、

热侧循 环泵、真空 泵( VMD) 、或打 开吹 扫气 ( SG

M D) , 通过流量计调节流体流量 ( 流速) 到预定值.

当膜组件两侧的进出口温度都稳定后, 开始记时并
收集产水. 通过电子天平称量产水接收器的质量增
量, 即产水质量; 以电导率仪监测产水电导值. 再利
用公式计算膜的通量( J ) 和脱盐率( R

j

) :

J = W/ ( A ∀ t )

( 1)

式中, W 为渗透液质量, kg; A 为有效膜而积, m

2

; t

为运行时间, h.

R

j

=

C

f

- C

p

C

f

∀ 100%

( 2)

式中, C

f

、C

p

分别 为原料液和产 水的盐浓度, g/ L ,

可利用电导仪测定溶液的电 导值, 再从 NaCl 溶液
的浓度- 电导率工作曲线得到浓度值.

2

结果与讨论

2. 1

盐水温度对 MD 过程性能的影响

采用相同的 PVDF 中空纤维膜与膜组件, 保持

热侧盐水流速等操作条件不变, 考察了热侧盐水温
度对 VMD、SGMD 和 DCMD 过程性能的影响, 结果
分别如图 2 和表 1 所示.

C

f

= 35 g/ L , v

f

= 0. 66 m/ s. V M D: p = - 0. 095 M Pa;

SGM D: v

p

= 0. 27 m/ s; DCM D: v

p

= 0. 02 m/ s

图 2 料液温度对渗透通量的 影响

Fig . 2

Effect of feed t emperatur e on the flux of M D pr ocess

由图 2 可知, 在实验范围内( 50~ 70 # ) , 三种

形式 M D 过程的产水通量都随热侧盐水温度的升
高而增加; 且在相同盐水温度下, 三种过程的通量表
现为 VMD> DCM D> SGMD. 当料液温度从 50 #
升高到 70 # 时, VMD 过程通量由 8. 5 L/ ( m

2

h) 增

加至 21. 8 L / ( m

2

h) , 而 SG MD 和 D CM D 过程通量

分别由 1. 34 L / ( m

2

h) 和 3. 22 L / ( m

2

h) , 增加至

84

膜

科

学

与

技

术

第 29 卷