[发明专利]一种膜蒸馏料液预处理方法及装置

说明书

本发明涉及一种膜蒸馏料液预处理方法，采用气‑液界面萃取法去除膜蒸馏液中的表面活性物质。本发明可有效延长疏水膜到达亲水化渗漏的时间，提高膜蒸馏处理效率。

技术领域

本发明属于膜蒸馏技术领域，涉及疏水膜的润湿问题，尤其是一种膜蒸馏料液预处理方法及装置。

背景技术

膜蒸馏是传统膜蒸馏技术与膜技术相结合的一种工艺。以疏水性微孔膜作为热料液与蒸馏液的屏障，以疏水膜两侧透过组分的蒸汽分压压差为传质驱动力。透过组分的蒸汽，穿过疏水膜的微孔通道，收集蒸馏液，从而实现溶液分离、浓缩或提纯的目的。由于其在高盐浓度水深度浓缩方面的应用潜力，成为膜领域中被广泛研究关注的热点方向之一。

疏水膜的润湿问题，是膜蒸馏技术未能在实际中大规模工业化应用的主要原因之一。当前，针对疏水膜的润湿问题，主要有表面涂覆和表面接枝两种方法来提高膜材料自身的疏水性。膜润湿是气-固界面被液-固界面逐渐取代的过程，是料液中的污染物吸附在疏水性多孔膜表面，并沿孔壁向内铺展，形成疏水基吸附在疏水壁上，亲水基指向料液内部的吸附层，孔壁疏水性降低，直至料液在孔壁中完全铺展。

针对膜蒸馏料液中具有强润湿作用的表面活性物质，本发明将气-液界面萃取法，作为膜蒸馏原料液的预处理方法，通过气-液界面萃取法/膜蒸馏耦合工艺，以期减缓润湿进程，延长膜蒸馏可持续运行时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种膜蒸馏料液预处理装置及方法，采用气-液界面萃取法进行预处理脱除料液中的表面活性物质，可以有效减缓疏水性膜材料的亲水化渗漏进程，延长膜蒸馏有效运行时间。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种膜蒸馏料液预处理方法，采用气-液界面萃取法去除膜蒸馏液中的表面活性物质。

而且，所述的气-液界面萃取法是采用疏水膜进行曝气，将蒸馏液中的表面活性物质吸附在气泡表面，气泡上升到蒸馏液表面通过泡沫刮除装置使其从原料液中脱除。

一种膜蒸馏料液预处理装置，包括曝气水槽、曝气膜组件、泡沫刮除装置及空压机，在曝气水槽的底部安装曝气膜组件，曝气膜组件通过气管连接空压机，在曝气水槽的上方安装泡沫刮除装置，曝气水槽通过进液管连接原料液罐。

而且，曝气膜组件上端至曝气水槽内原料液液面间的高度为10～20cm。

优选的，曝气膜组件上端至曝气水槽内原料液液面间的高度为15cm。

而且，曝气水槽内的水力停留时间为10～50min。

优选的，曝气水槽内的水力停留时间为30min。

而且，曝气强度为0.1～1N L/min。

优选的，曝气强度为0.5N L/min。

更优选的处理条件为：海藻式曝气膜组件上端至曝气水槽内原料液液面间的高度为 15cm、曝气水槽内的水力停留时间为30min、曝气强度0.5N L/min。

本发明的优点和积极效果是：

本发明提出气-液界面萃取法作为膜蒸馏原料液的预处理方法，通过除去原料液中表面活性物质，可有效延长疏水膜到达亲水化渗漏的时间，效果显著，提高膜蒸馏处理效率。

附图说明

图1为气-液界面萃取/减压膜蒸馏耦合工艺流程图。

图2为VMD到达亲水化渗漏时间与各参数交互影响的响应面图和等高线。(a)水力停留时间与曝气强度

(b)水力停留时间与气液萃取高度

(c)曝气强度与气液萃取高度