膜蒸馏过程中的膜污染研究

文章编号：!""#$%&’(（’""!）")$""’!$")

膜蒸馏过程中的膜污染研究

阎建民!

延滨’马润宇’!

（!*中科院化学研究所，北京!"""%"；’*北京化工大学化工学院，北京!"""’&）摘

要：考察了膜蒸馏用于脱盐时膜的污染情况，分析了不同无机盐对疏水膜的具体影响+未

处理的苦咸水含有难溶无机盐，膜蒸馏过程中膜表面会出现沉积物+沉积物会破坏膜的疏水性影响渗透液的质量，同时影响膜蒸馏传递过程，降低渗透通量+在无机盐浓度较低时，通过料液预处理剔除不溶物可以有效防止沉积物的出现+关键词：膜蒸馏；膜污染；脱盐中图分类号：,-"’%*%

文献标识码：.

膜的污染问题普遍存在于各类膜过程，是制约

膜技术工业应用的主要原因之一［!］+

对于不同的膜过程，膜污染的表现和影响程度不尽相同+

膜蒸馏实际运行中，膜的性能会随时间发生变化，一种典型的行为就是渗透通量随时间的变

化［’］+

造成通量衰减的原因有很多，如浓差极化、吸附、膜表面凝胶层的形成等，所有这些原因对料液侧的传递过程形成新的阻力+同时膜蒸馏只能在膜孔道不被润湿的情况下才能进行，可以说，膜孔润湿（/0123$4566786

）是膜蒸馏过程中最严重的膜污染+材料疏水性取决于膜表面单位面积的自由能+但平均的表面能并不能满意地描述一个真实的表面，若在分子尺度上一部分一部分地检验固体的表

面，局部的表面能可以变化很大［)］+

即不能排除疏水膜的表面有疏水性差，甚至亲水的局部点，这些点有可能成为膜疏水性遭到破坏的内因+料液组份的沉积会降低膜的疏水性，并逐渐使料液充入膜孔+

有表面活性的有机物会影响膜的疏水性能，这

已是不争的事实+9308:28［(］对有关情况做了深入的研究，;<3178［=］提出了料液预处理工艺，以剔除表面活性物质+而盐类沉积物对膜疏水性的影响不明显，不易造成膜的润湿，因此膜蒸馏常用于脱盐［>］及制备热敏性晶体产品［#］+

但由于浓差极化及料液的加热，膜表面的盐浓度会长时间处于过饱和状态，考察

无机类污染物对膜性能的影响是很有必要的+

苦咸水含有难溶无机盐，膜蒸馏过程中膜表面会出现沉积物+沉积物会破坏膜的疏水性，基于以上考虑，本文考察了膜蒸馏用于脱盐时膜的污染情况，分析了不同无机盐对疏水膜的具体影响+

!实验部分

通过实验研究了不（微）溶无机物对疏水膜的影响+需考察的操作参数有无机物类型、饱和度、有无固体悬浮物+通过测试渗透液的电导率确定膜疏水性被破坏的情况+由于不溶物容易堵塞中空纤维膜的管内流道，实验采用了平面膜组件+为便于监测渗透液质量，采用气隙式膜组件+

膜蒸馏实验流程如图!所示+

图!膜蒸馏实验装置流程图

!*制冷机；’*冷却液储槽；)*流量计；(*压力表；

=*温度计；>*泵；#*调节阀；%*恒温加热水浴；&*放空阀

收稿日期：’"""$"%$!(；修改稿收到日期：’"""$!"$’"

基金项目：中澳机构合作项目（.

30D ）资助作者简介：阎建民（!&>>!）

，男，博士+!通讯联系人+第’!卷第)期膜科学与技术

E 5!+’!

F 5+)

’""!年>月

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""G H G I J .F HK ;A H F ;H.F L,H ;M F N B N O P

Q <8+’""!

　万方数据