双疏膜膜蒸馏处理含有机溶剂废水的研究
作者:解保雷,史志伟,高永钢
单位: 北京中科瑞升资源环境技术有限公司,北京, 102400
关键词: 真空膜蒸馏;有机溶剂;浓缩分离;双疏膜
DOI号:
分类号: TQ028
出版年,卷(期):页码: 2024,44(1):130-136

摘要:
 采用内置双疏膜的真空膜蒸馏工艺处理N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液、乙醇溶液、喷漆废水和气田采出水四种含有机溶剂的水溶液,考察双疏膜处理含有机溶剂废水的可行性。实验结果表明,双疏膜可用于NMMO溶液和气田采出水的浓缩。实验过程中,NMMO溶液浓度由25.0wt%提高到46.0wt%,截留率高于99.9%;浓缩后的气田采出水COD高于15000 mg/L,盐和有机物的截留率分别为99.8%和95%。19wt%乙醇溶液的产水中乙醇浓度最高可达28.1wt%,始终高于浓水中的乙醇浓度,因此由于乙醇具有高挥发性,无法对其溶液进行浓缩;工业喷漆废水中有机溶剂2-丁氧基乙醇具有很强的表面活性剂功能,导致双疏膜被迅速浸润。本研究为双疏膜用于膜蒸馏技术浓缩有机溶剂废水提供了方向指导和实验支撑。
  A feasibility study was conducted to employ amphiphobic membrane built-in vacuum membrane distillation process to treat wastewater containing organic solvent, including N-methylmorpholine-n-oxide (NMMO) solution, ethanol solution, painting wastewater and gas field produced wastewater. The experimental results show that the amphiphobic membrane is applicable to concentrate NMMO solution and gas field produced wastewater. During the experiment, the concentration of NMMO solution is increased from 25.0% to 46.0%, and the rejection is higher than 99.9%; the COD of the gas field produced wastewater after concentration is higher than 15000 mg/L, and the rejection of salt and organic matter is higher than 99.8% and 95%, respectively. For 19% ethanol solution, the maximum concentration of ethanol in the permeate is 28.0%, higher than that in concentrate, thus the ethanol solution cannot be concentrated because of the high volatility of ethanol. For industrial painting wastewater, the amphiphobic membrane is quickly wetted due to the strong surfactant function of organic solvent 2-butoxyethanol. This study provides directional and experimental support for the concentration of wastewater containing organic solvent by amphiphobic membrane built-in vacuum membrane distillation process.

基金项目:

作者简介:
解保雷(1994-),男,安徽宿州人,中级工程师,硕士,从事平板真空多效膜蒸馏工业化应用,E-mail:xiebaolei@csretech.com.cn

参考文献:
 [1] 柯云婷. 溶剂使用行业挥发性有机物排放特征及控制技术研究[D]. 广东: 华南理工大学, 2020.
[2] 胡祖应. 有机溶剂中毒和一氧化碳中毒[J]. 人人健康,2019, (15):30-31. 
[3] 李静, 刘海兵, 王赞,等. 我国废有机溶剂再生利用现状分析及建议[J]. 资源再生, 2022, (10):48-51.
[4] 王新亮. 废有机溶剂的处置及精馏再利用技术概述[J]. 科学技术创新, 2019, (27):144-145. 
[5] 王娜, 王晓东, 黄伟. 渗透汽化膜及其在有机溶剂脱水中的应用现状[J]. 应用化工, 2019, 48(12):3046-3050. 
[6] 王志亮, 梁松苗, 金隆明,等. 聚酰亚胺基有机溶剂纳滤膜综述[J]. 化工新型材料, 2021, 49(12):27-32+36. 
[7] 金业豪, 冯孝权, 朱军勇,等. 有机溶剂纳滤传递模型及最新膜材料研究进展[J]. 化工进展, 2021, 40(11):6181-6194. 
[8] 李志刚. 有机溶剂纳滤技术在石油化工生产中的应用[J]. 山西化工, 2023, 43(01):140-142. 
[9] 戴晨哲, 王文奇, 吴晓莉,等. 有机溶剂纳滤在精细化工领域中的应用[J]. 膜科学与技术, 2023, 43(01):144-153. 
[10] 吴庸烈. 膜蒸馏—种新型膜分离技术[J]. 应用化学, 1986, (05):1-5.
[11] 余立新, 刘茂林, 蒋维钧. 膜蒸馏的研究现状及发展方向[J]. 化工进展, 1991, (03):1-5.
[12] 王默晗, 田瑞, 杨晓宏. 膜蒸馏的发展状况[J]. 节能, 2006, (02):35-37+2.
[13] 林浩, 甄卫军, 杨清香. 膜蒸馏分离技术研究的进展及其应用[J]. 新疆石油学院学报, 2001, (03):56-61.
[14] 高永钢, 王鹏, 苏成龙,等. 膜蒸馏技术在污酸处置领域的工程化应用[J]. 硫酸工业, 2022,(11):24-28+33.
[15] 高永钢,史志伟. 膜蒸馏在火电厂脱硫废水零排工艺中的技术经济分析[J]. 华电技术, 2020, 42(03):25-30.
[16] 宋莎莎. 膜蒸馏有机工业废水处理及膜污染研究[D]. 天津: 天津大学, 2009.
[17] 任潇, 刘贵彩, 于水利,等. 真空膜蒸馏分离乙醇溶液实验研究[J]. 工业用水与废水, 2022, 53(06):16-20.
[18] 王妮, 邓字巍. 超疏水多孔材料对有机废液中有机溶剂回收的研究[J]. 黄冈师范学院学报, 2020, 40(03):57-61.
[19] 唐浩铭, 孙国富, 王卫东,等. 膜蒸馏用疏水膜材料的研究进展[J]. 山东化工, 2021, 50(03):101-103+108.
[20] 刘立新, 赵晓非, 赖家凤,等. 膜蒸馏脱盐过程膜润湿的研究进展[J]. 化工进展, 2021, 40(06):3072-3082.
[21] 田苗苗, 李雪梅, 殷勇,等. 超疏水膜的制备及其在膜蒸馏过程中的应用[J]. 化学进展, 2015, 27(08):1033-1041.
[22] 陆纯. 超疏水/双疏纳米纤维膜的制备及膜蒸馏性能研究[D]. 北京:中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2019.
[23] 单慧婷. 光热双疏膜的制备及其膜蒸馏抗污染性能研究[D]. 天津:天津大学, 2019.
[24] 张学励,李保安. 氟化PDMS/PVDF双疏膜的制备及其在膜蒸馏中的应用[J]. 膜科学与技术, 2021, 41(01):102-111.
[25] 卢鑫, 周勇, 高从堦. 双疏膜制备技术研究进展[J]. 膜科学与技术, 2021, 41(06):261-268. 
[26] 苏成龙, 杨阳, 高永刚,等. 多效平板膜蒸馏用于反渗透浓水浓缩的中试研究[J]. 工业水处理, 2021, 41(12):109-114.
[27] 吕晓龙. 膜蒸馏过程探讨[J]. 膜科学与技术, 2010, 30(03):1-10.
[28] 百玉林, 安晓婵, 徐国荣,等. 静电纺丝纳米纤维膜蒸馏膜的结构设计与调控策略[J]. 膜科学与技术, 2021, 41(05):165-173.
[29] 刘光启, 马连湘, 刘杰.化学化工物性数据手册[M]// 北京: 化学工业出版社, 2002.
[30] Daniel G, José A, Francisco S. Membrane distillation: perspectives for sustainable and improved desalination[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017,80:238-259.
[31] Izquierdo-Gil MA, Jonsson G. Factors affecting flux and ethanol separation performance in vacuum membrane distillation (VMD). J Membr Sci,2003,214:113-30.

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