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膜蒸馏

中文：膜蒸馏英文：membranedistillation

定义：以疏水微孔膜作介面的液体蒸馏过程，用于水的蒸馏淡化，对水溶液去除挥发

性物质。

膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介

质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现

分离的目的。与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对

膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。

A.膜蒸馏是20世纪60年代出现的一种新型膜分离技术。进入20世纪80年代以来，

由于高分子材料及制膜工业的迅速发展，同时由于对膜蒸馏机理模型更加深入的了解，人们

对膜分离技术的兴趣越来越大。

膜蒸馏作为物理与化学过程相结合的新型分离技术，是利用疏水微孔(膜)将两种不同温

度的溶液分开，温度较高时溶液中易挥发物质呈气态透过膜进入另一侧，然后冷凝分离。由

于能在常压低温操作，可利用废热，适于小规模淡化和浓缩等一系列优点，常被用于海水淡

化、超纯水制备、非挥发性物质水溶液的浓缩和结晶，挥发性物质水溶液的浓缩和分离等方

面。在进行污水处理的同时，达到治理及资源回收的综合效果。

B.膜蒸馏(MD)是混合液中挥发性组分在多孔疏水膜两侧的蒸汽压差的推动下实现传

质分离的膜过程,它是近年发展起来的一种新型分离技术,可分为：1.直接接触膜蒸馏

(DCMD)；2.空气隙膜蒸馏(AGMD)；3.吹扫气膜蒸馏(SGMD)；4.真空膜蒸馏(VMD)。膜蒸

馏因具有可在常压下操作、设备简单、操作容易、操作温度低(60～90℃)、可利用低品

位热源(如太阳能、地热、废热)、截留率高及可处理高浓度水溶液等优点,所以广泛用于

高纯水的制备、乙醇脱水、食品加工、废水处理等方面。

C.膜蒸馏的工艺指标及影响因素

1截留率

从理论上讲,对不挥发性溶质而言其截留率应为100%,但实际上往往达不到100%.

其原因有两方面,一方面是膜的缺陷,如孔隙大小分布很宽,有部分孔隙太大或膜有针孔、裂

纹等;其二是运行过程中膜发生“湿化”现象,即疏水性局部丧失使溶液通过了膜孔.

水通量

影响水通量的因素有:

1)溶液浓度:一般情况下,溶液浓度高,水平衡分压小,水蒸气通量小,因此随着热

侧溶液的不断浓缩,水通量渐渐下降.

2)膜两侧之温差:温差大,则传质推动力也大,水的通量增加.

3)溶液的流动状态:随两侧流动状态的改善,膜两侧之温差会增加,蒸汽压差也会

相应增加,水通量亦相应提高.

4)膜的疏水性及结构参数的影响:包括孔径、孔隙率、膜厚和膜孔的弯曲因子。

D.膜蒸馏技术的特点

1膜蒸馏的优点

(1)该过程几乎在常压下进行，设备简单、操作简便，在技术力量较弱的地区也有

可能实现。

(2)在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程便可

以运行，这就有可能利用太阳能、地热、温泉等廉价的天然能源以及工厂的余热等，对在

能源日趋紧张的情况下，利废节能是很有意义的。

(3)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸气能透过膜孔，所以蒸

馏十分纯净，有望成为大规模低成本制备超纯水的手段。

(4)膜蒸馏耐腐蚀、抗辐射，故能处理酸性、碱性和有放射性的溶液。

(5)膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收的形式，可进一步降低能耗。膜蒸馏可广泛应用

于海水和苦咸水淡化，污水和工业废水的处理，非挥发性酸、碱性溶液、挥发性溶液的浓

缩和提纯以及在医药、食品加工等方面的应用。

2膜蒸馏的主要缺点（1）膜成本高蒸馏通量小；(2)由于温度极化和浓度极

化的影响，运行状态不稳定；(3)研究工作多处于实验阶段，对传质和传热机理

及参数影响的定量分析还很不够；(4)研究所用物料一般都是简单的水溶液，对

一些工业废水的研究甚少。

E.中空纤维膜蒸馏

膜蒸馏(MembraneDistillation,MD)是传统蒸馏工艺与膜分离技术相结合的一种

液体分离技术，膜蒸馏过程是热侧液体的水分子蒸发汽化，穿过疏水膜的微孔，水相

中非挥发性的离子和分子等溶质则不能透过疏水膜，从而实现溶液分离、浓缩或提纯

的目的。膜蒸馏是有相变的膜过程，同时发生热量和质量的传递，传质的推动力