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膜蒸馏是新型的以疏水性微孔膜为屏障的膜过程,传质推动力为膜两侧蒸汽压差,是海水淡化,废水回用的潜在技术。本文对商品化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行氧化改性,然后将氧化处理后的基膜作为支撑体,两种不同的疏水材料作为涂覆材料,采用表面涂覆的方法制备出PDMS/PVDF,HyflonAD60/PVDF两种不同的复合膜并应用在真空膜蒸馏(VMD)脱盐实验中。最后将基膜,PDMS/PVDF和Hyflon AD60/PVDF应用在含表面活性剂的盐溶液中,考察三种不同类型的膜抗表面活性剂的能力。获得以下结果。 1:在进料温度为70℃,进料流量为120L/h,真空度为-90kPa的进料条件下,考察了次氯酸钠溶液浓度,pH值,温度对PVDF中空纤维膜氧化处理效果,并将处理后的膜应用在脱盐实验中。结果表明:次氯酸钠浓度为8000mg/L,pH为11,温度为45℃时,处理效果最优。 2:通过考察PDMS,Hyflon AD60不同涂覆浓度,涂覆时间,热后处理时间,热后处理温度对涂覆过程的影响,最终得到最优的PDMS处理条件为涂覆浓度为0.5wt%,涂覆时间为10min,交联时间为9h,交联温度是80℃。最优的Hyflon AD60处理条件为涂覆浓度为0.1wt%,涂覆时间20min,热处理时间为9h,热处理温度40~50℃。通过考察不同涂覆工艺的影响,确保膜表面及膜孔同时得到修饰,最终得到最优的PDMS涂覆工艺为浸涂加真空的方式最为适合,最优的Hyflon AD60涂覆工艺为浸涂方式最为适合。 3:将最优次氯酸钠处理条件下所得中空纤维膜应用于真空膜蒸馏稳定性实验,进料浓度为35g/L,在200 h的运行过程中,通量稳定在5~6kg/m2h,同时脱盐率可稳定在99.9%。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)结合能谱分析(EDS)表征真空膜蒸馏过程中的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的污染情况。膜污染物是含Na,Cl,Si,Mn,Fe,Cu,Zn等元素的混合物,各元素分布密度从膜外侧向内侧为递减趋势。据此确定的清洗方案为:在45℃,pH2~3的稀盐酸溶液中浸泡2h,然后在45℃,5000ppm的次氯酸钠水溶液中清洗2h,最后在45℃下进行烘干来恢复PVDF中空纤维膜的稳定性能,并反复多次清洗和多次进行VMD稳定实验。结果表明:按此清洗方案以间隔20h清洗一次的频率进行膜蒸馏系统的维护,可以使膜蒸馏系统长期稳定运行。 4:为进一步快速恶化疏水膜的VMD性能和考察不同类型的疏水膜抗表面活性剂能力的效果,将不同类型疏水膜应用在含表面活性剂的35g/L的盐溶液的VMD过程中。结果表明:Hyflon AD60改性膜的VMD性能相当稳定。在6h内,PDMS改性膜的脱盐率从99%下降到50%以下,在4h内,通过真空抽吸工艺获得的PDMS改性膜的脱盐率从99%下降到50%以下,而原膜可在稳定运行10h。