膜蒸馏(MD)技术由于受浓差极化影响小,有望在浓盐水的深度浓缩中发挥作用,但在实际运行过程中会面临膜污染和润湿的问题.本研究采用旋涂法在商用疏水性聚四氟乙烯(PTFE)膜上涂覆一层亲水性皮层,制备了一种Janus复合膜.该皮层由聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)通过高温脱水缩合而成,在热水中性质稳定,具有较强的耐污染能力.Janus复合膜具有不对称的润湿性,PTFE膜表面呈疏水性,空气中水接触角为144.3°;涂层在空气中亲水,水接触角为59.1°,水下憎油.采用Janus复合膜,以含500 mg/L腐殖酸(HA)、14.7 mmol/L硫酸钙(CaSO4)以及各自添加氯化钠(NaCl)的溶液作为进料液,进行直接接触式膜蒸馏(DCMD)测试.浓缩不含NaCl的HA溶液以及含有NaCl的HA溶液时,两种膜的通量相差不多,复合膜通量分别为16.2 kg/(m2·h)和15.5 kg/(m2·h).浓缩1.9倍CaSO4溶液时,PTFE膜的通量为14.9 kg/(m2·h),复合膜通量为20.8 kg/(m2·h),表现出一定的耐CaSO4结垢性能.研究复合膜的有机污染和无机结垢过程.将Janus复合膜用于浓缩实际垃圾渗滤液3倍时,复合膜通量在17.6 kg/(m2·h),较PTFE基膜更加稳定;冷凝液电导率低于3μS/cm,表明制得的Janus复合膜在处理垃圾渗滤液方面具有一定的应用潜力.

Janus复合膜;直接接触式膜蒸馏(DCMD);耐污染;垃圾渗滤液

北京工业大学环境与生命学部,北京100124

[1]李志霞;谢松辰;晋墩尚;宋旭锋;彭跃莲-.PVA-PAA/PTFE复合膜的制备及其在膜蒸馏中浓缩垃圾渗滤液的性能)[J].膜科学与技术,2022(04):96-104

直接接触式膜蒸馏

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