膜蒸餾：讓工業廢水綻放異彩
在我國大力提倡節能減排政策的前提下，除了從制度上有效地控制節能減排的工作以外，科技創新是制約和化解高耗能、重污染的另一個有效手段。
前不久，節能新技術——膜蒸餾技術結束了在內蒙古達拉特旗火電廠和廣西制糖有限公司的中試，并取得了明顯的節能效果。廣西制糖有限公司相關負責人介紹說，膜蒸餾技術對制糖公司蒸發罐里的二效冷凝水里含有的糖分，實現剩余微量糖分的有效回收，使糖結晶出來，蒸餾后的純水可供鍋爐使用，有效節約了資源。
“到明年3月份，膜蒸餾技術經過最后的技術鑒定后，將正式應用，這將為我國工業廢水的節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有限公司董事長王小軍說。
科技是第一生產力
早在上世紀60年代，膜蒸餾技術就已經在國際上開始了較系統的研究，但受技術條件的限制，膜蒸餾的效率不高。在隨后的一段時間里出現一些專利對該技術進行改進，但在上世紀60、70年代膜分離研究者致力于反滲透、超濾、微濾等膜技術來解決水處理問題，膜蒸餾一直沒有引起人們的足夠重視，直到上世紀80年代初由于高分子材料和制膜工藝方面迅速發展，膜蒸餾顯示出其實用潛力。
王小軍介紹，從2002年開始，中科沃特就開始研發低溫膜蒸餾技術。目前，這種節能新技術能夠使工業廢水通過膜蒸餾技術的膜蒸餾廢水結晶現象，讓水的純度達到100%，工業廢水的回收利用率達到95%以上的水再生利用技術。
中科沃特高技術有限公司負責技術的王軍博士介紹，膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜以膜兩側蒸汽壓力差為傳質驅動力的膜分離過程，例如當不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分隔開時，由于膜的疏水性，兩側的水溶液均不能透過膜孔進入另一側，但由于暖側水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側，水蒸汽就會透過膜孔從暖側進入冷側而冷凝，這與常規蒸餾中的蒸發、傳質、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。
據了解，膜蒸餾技術還可以在藥廠的聚合氯化鋁的合成中得到應用，來提高藥劑的濃度；也可以在航空領域應用，把尿液凈化成飲用水。
膜蒸餾的可操作性
到明年3月份，膜蒸餾技術經過最后的技術鑒定，就可以正式投放，應用于對大規模的工業廢水凈化、生物制藥、純凈水處理、食品的濃縮，以及對含鹽水的脫鹽和高濃度有機物的提取等方面。
同時，膜蒸餾技術的可操作性也特別強。
“整個膜蒸餾技術的過程幾乎是在常壓下進行，設備簡單、操作方便，在技術力量較薄弱的地區也有實現的可能性。”王小軍認為。“在非揮發性溶質水溶液的膜蒸餾過程中，因為只有水蒸汽能透過膜孔，所以蒸餾液十分純凈，可望成為大規模、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，如果溶質是容易結晶的物質，可以把溶液濃縮到過飽和狀態而出現膜蒸餾結晶現象，是目前惟一能從溶液中直接分離出結晶產物的膜過程。”
“膜蒸餾組件很容易設計成潛熱回收形式，并具有以高效的小型膜組件構成大規模生產體系的靈活性。在膜蒸餾過程中無需把溶液加熱到沸點，只要膜兩側維持適當的溫差，該過程就可以進行，也可能利用太陽能、地熱、溫泉、工廠的余熱和溫熱的工業廢水等廉價能源。”王小軍介紹說。
“膜蒸餾技術的應用領域也非常廣泛。如：在海水和苦咸水脫鹽制備飲用水；化學物質的濃縮和回收；水溶液中揮發性溶質的脫除和回收；果汁、液體食品的濃縮；對廢水處理等。和其它膜分離過程一樣，膜蒸餾是環境友好的分離技術，在工業廢水處理方面具有很好的應用前景。膜蒸餾在廢水處理應用領域中巨大潛力。”王小軍告訴記者。
“膜蒸餾是一個有相變的膜過程，汽化潛熱降低了熱能的利用率，在組件的設計上，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，膜蒸餾在有廉價能源可利用的前提下，在工業廢水難以凈化的壁壘面前，其市場前景會更廣。”王小軍認為。
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