膜蒸餾：讓工業(yè)廢水綻放異彩
在我國大力提倡節(jié)能減排政策的前提下，除了從制度上有效地控制節(jié)能減排的工作以外，科技創(chuàng)新是制約和化解高耗能、重污染的另一個(gè)有效手段。
前不久，節(jié)能新技術(shù)——膜蒸餾技術(shù)結(jié)束了在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗火電廠和廣西制糖有限公司的中試，并取得了明顯的節(jié)能效果。廣西制糖有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，膜蒸餾技術(shù)對(duì)制糖公司蒸發(fā)罐里的二效冷凝水里含有的糖分，實(shí)現(xiàn)剩余微量糖分的有效回收，使糖結(jié)晶出來，蒸餾后的純水可供鍋爐使用，有效節(jié)約了資源。
“到明年3月份，膜蒸餾技術(shù)經(jīng)過最后的技術(shù)鑒定后，將正式應(yīng)用，這將為我國工業(yè)廢水的節(jié)能減排工作提供一條有效的解決途徑。”北京中科沃特高技術(shù)有限公司董事長王小軍說。
科技是第一生產(chǎn)力
早在上世紀(jì)60年代，膜蒸餾技術(shù)就已經(jīng)在國際上開始了較系統(tǒng)的研究，但受技術(shù)條件的限制，膜蒸餾的效率不高。在隨后的一段時(shí)間里出現(xiàn)一些專利對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，但在上世紀(jì)60、70年代膜分離研究者致力于反滲透、超濾、微濾等膜技術(shù)來解決水處理問題，膜蒸餾一直沒有引起人們的足夠重視，直到上世紀(jì)80年代初由于高分子材料和制膜工藝方面迅速發(fā)展，膜蒸餾顯示出其實(shí)用潛力。
王小軍介紹，從2002年開始，中科沃特就開始研發(fā)低溫膜蒸餾技術(shù)。目前，這種節(jié)能新技術(shù)能夠使工業(yè)廢水通過膜蒸餾技術(shù)的膜蒸餾廢水結(jié)晶現(xiàn)象，讓水的純度達(dá)到100%，工業(yè)廢水的回收利用率達(dá)到95%以上的水再生利用技術(shù)。
中科沃特高技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)技術(shù)的王軍博士介紹，膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜以膜兩側(cè)蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜分離過程，例如當(dāng)不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分隔開時(shí)，由于膜的疏水性，兩側(cè)的水溶液均不能透過膜孔進(jìn)入另一側(cè)，但由于暖側(cè)水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側(cè)，水蒸汽就會(huì)透過膜孔從暖側(cè)進(jìn)入冷側(cè)而冷凝，這與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)、傳質(zhì)、冷凝過程十分相似，所以稱其為膜蒸餾過程（Membrane Distillation，MD）。也就是說，在工業(yè)廢水處理中，所處理的廢水必須在有余熱的條件下，可以采用低溫膜蒸餾技術(shù)。
據(jù)了解，膜蒸餾技術(shù)還可以在藥廠的聚合氯化鋁的合成中得到應(yīng)用，來提高藥劑的濃度；也可以在航空領(lǐng)域應(yīng)用，把尿液凈化成飲用水。
膜蒸餾的可操作性
到明年3月份，膜蒸餾技術(shù)經(jīng)過最后的技術(shù)鑒定，就可以正式投放，應(yīng)用于對(duì)大規(guī)模的工業(yè)廢水凈化、生物制藥、純凈水處理、食品的濃縮，以及對(duì)含鹽水的脫鹽和高濃度有機(jī)物的提取等方面。
同時(shí)，膜蒸餾技術(shù)的可操作性也特別強(qiáng)。
“整個(gè)膜蒸餾技術(shù)的過程幾乎是在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡單、操作方便，在技術(shù)力量較薄弱的地區(qū)也有實(shí)現(xiàn)的可能性。”王小軍認(rèn)為。“在非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液的膜蒸餾過程中，因?yàn)橹挥兴羝芡高^膜孔，所以蒸餾液十分純凈，可望成為大規(guī)模、低成本制備超純水的有效手段。再次，該過程可以處理較高濃度的水溶液，如果溶質(zhì)是容易結(jié)晶的物質(zhì)，可以把溶液濃縮到過飽和狀態(tài)而出現(xiàn)膜蒸餾結(jié)晶現(xiàn)象，是目前惟一能從溶液中直接分離出結(jié)晶產(chǎn)物的膜過程。”
“膜蒸餾組件很容易設(shè)計(jì)成潛熱回收形式，并具有以高效的小型膜組件構(gòu)成大規(guī)模生產(chǎn)體系的靈活性。在膜蒸餾過程中無需把溶液加熱到沸點(diǎn)，只要膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭，該過程就可以進(jìn)行，也可能利用太陽能、地?zé)、溫泉、工廠的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源。”王小軍介紹說。
“膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛。如：在海水和苦咸水脫鹽制備飲用水；化學(xué)物質(zhì)的濃縮和回收；水溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)的脫除和回收；果汁、液體食品的濃縮；對(duì)廢水處理等。和其它膜分離過程一樣，膜蒸餾是環(huán)境友好的分離技術(shù)，在工業(yè)廢水處理方面具有很好的應(yīng)用前景。膜蒸餾在廢水處理應(yīng)用領(lǐng)域中巨大潛力。”王小軍告訴記者。
“膜蒸餾是一個(gè)有相變的膜過程，汽化潛熱降低了熱能的利用率，在組件的設(shè)計(jì)上，讓潛熱的回收，來盡可能減少熱能的損耗。與其它膜過程相比，膜蒸餾在有廉價(jià)能源可利用的前提下，在工業(yè)廢水難以凈化的壁壘面前，其市場前景會(huì)更廣。”王小軍認(rèn)為。
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