可逆氣態(tài)膜過程用于濃海水提溴和廢水脫氨.pdf

1、氣態(tài)膜分離技術(shù)目前雖已得到廣泛研究并正在實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，但在處理特定料液體系時仍存在膜易被污染，長期操作穩(wěn)定性差、無法獲得理想目標(biāo)產(chǎn)物、吸收劑消耗大且產(chǎn)品無法回用等問題。聚四氟乙烯(PTFE)具有優(yōu)異的疏水性能，耐酸、堿和氧化性強，是理想的微孔疏水膜制作材料。本研究針對海水提溴和廢水脫氨提出一種吸收劑可再生氣態(tài)膜過程，分別選用溴化鈉和磷酸二氫銨作可逆吸收劑；同為嚴(yán)格避免料液和吸收液泄露造成相互污染，分別采用PTFE中空纖維雙套型膜組件和

2、單膜組件作為實驗用膜接觸器，考察可逆氣態(tài)膜法濃海水提溴和廢水脫氨過程中料液流速、吸收液流速、溫度、料液進口濃度和吸收液濃度對膜傳質(zhì)性能的影響及其操作穩(wěn)定性，運用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對傳質(zhì)過程進行描述，同時驗證吸收液蒸餾再生得到高濃溴水和濃氨水的可行性。
　　濃海水提溴實驗結(jié)果表明：逆流操作條件下，可逆氣態(tài)膜總傳質(zhì)系數(shù)K和提溴率η隨溫度的升高而增大，25℃時K可達(dá)1.10×10-5 m/s，η可達(dá)46.18％，多級膜組件串聯(lián)η可達(dá)95%以

3、上；而料液流量和含溴量、吸收液流量和濃度對K影響不大。對吸收完成液進行分析測定發(fā)現(xiàn)，與料液溴含量相比溴素在吸收液中被富集了33倍以上。吸收完成液直接蒸餾后塔頂餾出液經(jīng)溴-水分離可得濃度75%以上的高濃溴水，這幾乎避免了酸堿消耗，蒸汽消耗也不到傳統(tǒng)提溴工藝過程的1/5，塔底溴化鈉溶液可重新用做提溴吸收液?？赡鏆鈶B(tài)膜長期提溴操作實驗顯示PTFE膜具有良好的傳質(zhì)穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性。
　　廢水脫氨實驗結(jié)果表明：25℃時，傳統(tǒng)單膜組件總傳質(zhì)

4、系數(shù)K可達(dá)1.37×10-5 m/s，單程氨氮脫除率η可達(dá)97.5%以上，新型雙膜組件總傳質(zhì)系數(shù)K可達(dá)9.6×10-6 m/s，單程氨氮脫除率η可達(dá)93.5%以上。雖然雙膜組件總傳質(zhì)系數(shù)小于單膜組件，但其組件構(gòu)型有利于保持料液和吸收液之間形成的負(fù)溫差，從而有效抑制滲透蒸餾現(xiàn)象，在低酸濃度時也可維持較高傳質(zhì)系數(shù)，相比單膜組件其膜性能更加穩(wěn)定?？赡鏆鈶B(tài)膜過程可以把廢水氨氮值降至5 mg/L以下，吸收完成液經(jīng)蒸餾再生可得到濃度5%~18%的氨