[发明专利]一种基于介电润湿膜的可反冲洗膜蒸馏装置及运行方式

说明书

本发明公开了一种基于介电润湿膜的可反冲洗膜蒸馏装置及运行方式，包括真空膜蒸馏反应器，所述真空膜蒸馏反应器的一侧连接海水侧装置，另一侧连接淡水侧装置，所述的真空膜蒸馏反应器内设有介电润湿膜，其特征在于，所述的介电润湿膜采用表面修饰钛网—疏水膜—表面修饰钛网的结构，所述真空膜蒸馏反应器的两侧均设有抽滤孔，其中，位于海水侧的抽滤孔与真空泵连接，位于淡水侧的抽滤孔与清洗液瓶连接，在电场作用下，聚四氟乙烯膜由疏水转变为亲水，淡水侧清洗液以液态形式通过介电润湿膜，实现膜材料反冲洗。本发明可快速有效恢复膜材料疏水性并提高膜通量，装置运行简单，能耗低，并可实现自动化，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种膜蒸馏海水淡化装置及运行方式，尤其涉及一种基于介电润湿膜的可反冲洗膜蒸馏装置及运行方式。

背景技术

膜蒸馏是一种极具前景的海水淡化工艺，它以疏水膜为介质，仅允许料液侧的水以气态形式通过蒸馏膜，并在另一侧液化为液态水，从而实现水与其他非挥发性组分的分离。然而长时间的运行将会导致膜污染和膜润湿，使得产水速率下降，出水水质变差，从而极大的影响了膜蒸馏工艺的广泛运行。膜清洗是一种恢复膜性能的常用手段，然而膜蒸馏工艺选择疏水膜作为膜材料，无法通过反冲洗等常见的手段进行膜清洗及性能恢复，因此针对膜蒸馏工艺开发便捷、高效的膜清洗方法具有极大的现实意义。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于介电润湿膜的可反冲洗膜蒸馏装置及运行方式，解决了膜蒸馏系统无法用液态水进行反冲洗的问题。

技术方案：本发明包括真空膜蒸馏反应器，所述真空膜蒸馏反应器的一侧连接海水侧装置，另一侧连接淡水侧装置，所述的真空膜蒸馏反应器内设有介电润湿膜，所述的介电润湿膜采用表面修饰钛网—疏水膜—表面修饰钛网的结构，所述真空膜蒸馏反应器的两侧均设有抽滤孔，其中，位于海水侧的抽滤孔与真空泵连接，位于淡水侧的抽滤孔与清洗液瓶连接。

所述的真空膜蒸馏反应器包括玻璃板，所述的玻璃板之间安装有介电润湿膜，所述的玻璃板与介电润湿膜之间设有导流网，所述介电润湿膜两侧的两端均贴有电极，所述的电极与电源连接。

所述的玻璃板包括海水侧玻璃板和淡水侧玻璃板，所述的海水侧玻璃板上设有海水侧真空抽滤孔，所述的淡水侧玻璃板上设有淡水侧真空抽滤孔，海水侧玻璃板的两端各设有水管接口，用于和海水侧水箱连接。

所述的海水侧装置包括海水侧水箱，所述的海水侧水箱置于加热装置内，海水侧水箱与海水侧玻璃板两端的水管接口连接。

所述的淡水侧装置包括冷却装置，所述冷却装置的一端与淡水侧抽滤孔连接，另一端连接淡水侧水箱，所述的淡水侧水箱连接淡水侧真空泵。

所述的疏水膜采用聚四氟乙烯膜，所述的钛网进行绝缘处理。

一种基于介电润湿膜的可反冲洗膜蒸馏装置的运行方式，包括真空膜蒸馏脱盐阶段、介电润湿原位反冲洗阶段和焦耳热原位烘干阶段。

所述的真空膜蒸馏脱盐阶段的运行方式为：所有电极均与电源连接，此时电场平行于膜面，负载电压控制在30V-60V，海水侧真空抽滤孔封闭，海水侧水管阀门打开，连接加热后的海水，淡水侧真空抽滤孔打开，连接淡水侧真空泵，海水侧溶液中的液态水以水蒸气形式通过介电润湿膜，在淡水侧的冷却装置内液化为液态水，收集于淡水侧水箱内。

所述的介电润湿原位反冲洗阶段的运行方式为：位于介电润湿膜一端的电极与电源连接，此时电场垂直于膜面，负载电压控制在120V-300V，海水侧水管封闭，海水侧真空抽滤孔打开，连接海水侧真空泵，淡水侧真空抽滤孔打开，连接清洗液瓶，在电场作用下，聚四氟乙烯膜由疏水转变为亲水，淡水侧清洗液以液态形式通过介电润湿膜，实现膜材料反冲洗。