0 引 言 近年來(lái)煤化工項(xiàng)目密集建設(shè)和發(fā)展，耗水量和產(chǎn)生的含鹽廢水量巨大。中國(guó)大多數(shù)煤炭資源豐 富的地區(qū)缺水且無(wú)環(huán)境容量。因此，含鹽廢水的 處理已成為中國(guó)煤化工可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題［1 －2］。 煤化工項(xiàng)目產(chǎn)生的含鹽廢水主要來(lái)源于煤化 工企業(yè)的循環(huán)水排污水、脫鹽水站反滲透排濃鹽水 等，總體呈現(xiàn)排放量大、水質(zhì)變化小、氯離子含量偏 高、水質(zhì)含鹽量較穩(wěn)定且普遍不高等特點(diǎn)［3］。常見(jiàn) 的含鹽廢水處理技術(shù)有離子交換法、電滲析法、反滲 透法、蒸餾法等。反滲透法以其能耗低，無(wú)污染，適 應(yīng)性強(qiáng)，便于操作，運(yùn)行費(fèi)用低，在含鹽廢水處理方 面占據(jù)越來(lái)越重要的地位，但是反滲透法的產(chǎn)水率 一般只有 75%，仍會(huì)產(chǎn)生約 25%的反滲透濃水［4］。 如果反滲透濃水直接排放會(huì)對(duì)土壤、地表水等產(chǎn)生 不利影響。 本文從反滲透濃水濃縮技術(shù)、膜蒸餾用膜材料 濃縮反滲透濃水和聚偏氟乙烯膜結(jié)構(gòu)和性能的影 響因素等方面對(duì)煤化工反滲透濃水濃縮進(jìn)行了研 究，尋找處理反滲透濃水的有效途徑。 1 反滲透濃水濃縮技術(shù)研究概況 目前報(bào)道的反滲透濃水濃縮技術(shù)主要有高效 反滲透技術(shù)、正滲透技術(shù)、膜蒸餾技術(shù)等。 1．1 高效反滲透技術(shù) 德巴斯什·穆霍帕德黑于 1996 年推出高效反 滲透技術(shù)和設(shè)備的專(zhuān)利，目前該技術(shù)已成功運(yùn)用于 半導(dǎo)體行業(yè)高純水制造領(lǐng)域。高效反滲透技術(shù)的 核心工藝原理為: 采用離子交換將水中的硬度去 除，鹽分則靠反滲透去除; 同時(shí)，反滲透在高 pH 條 件下運(yùn)行，硅主要以離子形式存在，不會(huì)污染反滲 透膜并可通過(guò)反滲透去除;而水中的有機(jī)物在高 pH 條件下皂化或弱電離，不會(huì)造成膜的有機(jī)物和生物 污染。高效反滲透技術(shù)克服了單純離子交換法和 反滲透法的缺點(diǎn)，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既節(jié)省了大 量的酸堿，又可使反滲透的回收率提高至90% 以 上( 最高達(dá)95%) 。 高效反滲透技術(shù)在煤化工含鹽廢水濃縮方面 已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。內(nèi)蒙古匯能煤化工16 億m3 /a 煤制 天然氣回用水處理及零排放項(xiàng)目是第一個(gè)使用高 效反滲透技術(shù)的項(xiàng)目，原水為循環(huán)水站排污水、脫 鹽水站排濃水和污水處理站出水，出水回用補(bǔ)入循 環(huán)水系統(tǒng)，處理水量 500 m3 /h，鹽截留率不低于 90%，回收率不低于82%。中煤圖克化肥廢水回用 和零液體排放項(xiàng)目使用高效反滲透系統(tǒng)來(lái)濃縮反 滲透濃水。 高效反滲透技術(shù)成熟，回收率較傳統(tǒng)反滲透技術(shù)提高了 20%，可將反滲透濃水含鹽量濃縮到80 g/L，但高效反滲透裝置對(duì)進(jìn)水 COD 指標(biāo)有要求，而 含鹽廢水經(jīng)過(guò)濃縮 COD 指標(biāo)會(huì)提高，超負(fù)荷運(yùn)行會(huì) 對(duì)膜壽命產(chǎn)生一定影響［5］。 1．2 正滲透技術(shù) 正滲透技術(shù)是將濃鹽水和驅(qū)動(dòng)液分隔于正滲 透膜兩側(cè)，依靠濃鹽水的滲透壓低于驅(qū)動(dòng)液，水在 滲透壓作用下從低滲透壓的濃鹽水側(cè)擴(kuò)散至高滲 透壓的驅(qū)動(dòng)液，實(shí)現(xiàn)濃鹽水濃縮的技術(shù)［6］。正滲透 法濃縮濃鹽水不需要外加驅(qū)動(dòng)力，僅靠滲透壓為驅(qū) 動(dòng)力完成膜的分離過(guò)程，無(wú)需能耗。自20 世紀(jì)90 年 代， Osmotek 公司開(kāi)發(fā)出第一種商業(yè)化的正滲透膜 以來(lái)，該正滲透膜已被廣泛應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域的研究 中，并且正滲透技術(shù)已成功應(yīng)用于軍事、娛樂(lè)和緊 急救援領(lǐng)域。 在20 世紀(jì)六七十年代就有人提出將正滲透技 術(shù)應(yīng)用于海水淡化方面的想法，近年來(lái)美國(guó)耶魯大 學(xué)的 Elimelech 課題組發(fā)明了一種利用正滲透進(jìn)行 海水脫鹽的技術(shù)［7］，在小試裝置上以6 mol/L 銨鹽 為驅(qū)動(dòng)液讓海水( 約含 0. 5 mol/L NaCl 溶液) 通過(guò) HTI 公司商業(yè)化的正滲透膜， 50 ℃條件下產(chǎn)水通量 高達(dá)25 kg/( m2·h) ，鹽截留率高達(dá) 95%。稀釋后 的驅(qū)動(dòng)液，只需加熱到 60 ℃，驅(qū)動(dòng)液中的銨鹽就被 分解為 NH3 和 CO2，而分離出去的 NH3 和 CO2 還可 以循環(huán)使用。通過(guò)軟件模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀釋的驅(qū)動(dòng)溶 液濃度為1. 5 mol/L 時(shí)，整個(gè)正滲透過(guò)程電能耗為 0. 25 kWh/m3，低于目前脫鹽技術(shù)的電能消耗，采用 正滲透技術(shù)海水淡化比多級(jí)閃蒸節(jié)省能量85%，比 反滲透技術(shù)節(jié)省能量 72%［8］。目前該技術(shù)已經(jīng)進(jìn) 入中試階段［9］。 近年來(lái)已有正滲透技術(shù)濃縮反滲透濃鹽水的 研究報(bào)道，理想的正滲透濃縮過(guò)程目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)液體 零排放，這對(duì)于煤化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢水零排放尤為重 要。Tang W 等［10］研究了正滲透法濃縮濃鹽水，以 5 mol/L 糖溶液為驅(qū)動(dòng)液讓濃鹽水( 約含 0. 5 mol/L NaCl 溶液) 經(jīng)過(guò)正滲透膜， 50 ℃條件下產(chǎn)水通量可 達(dá)8. 2l kg/( m2·h) ，鹽截留率大于99%，經(jīng)過(guò)18 h 運(yùn)行后，回收率約 76%。Martinetti 等［11］采用正 滲透技術(shù)濃縮反滲透濃水，以50 g/L NaCl 溶液為驅(qū) 動(dòng)液讓濃鹽水 A( TDS 為7. 5 g/L) 和濃鹽水 B( TDS 為17. 5 g/L) 經(jīng)過(guò)正滲透膜，在 40 ℃條件下濃鹽水 A 產(chǎn)水通量可達(dá) 12 kg/( m2 ·h) ，鹽截留率大于 99%，回收率大于 80%; 濃鹽水 B 產(chǎn)水通量可達(dá)9 kg/( m2·h) ，鹽截留率大于99%，回收率約62%。 1．3 膜蒸餾技術(shù) 膜蒸餾技術(shù)是以疏水微孔膜兩側(cè)蒸氣壓差為 傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜技術(shù)和蒸發(fā)過(guò)程相結(jié)合的新型膜 分離技術(shù)［12］。膜蒸餾技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、可 利用太陽(yáng)能或余熱等降低成本，已成功用于苦咸水 淡化領(lǐng)域。根據(jù)下游側(cè)揮發(fā)組分蒸汽冷凝方法或 排除方法不同，膜蒸餾過(guò)程可分為: 直接接觸式膜 蒸餾、空氣隙式膜蒸餾、真空膜蒸餾、氣體吹掃式膜 蒸餾。 20 世紀(jì)60 年代，美國(guó)的 Findly 和歐洲的 Haute、 Henderyckx 最早提出膜蒸餾時(shí)主要用于海水淡化。 呂曉龍等［13 －14］將海水( 3. 5% NaCl 水溶液) 通過(guò) 3 種膜蒸餾裝置，真空膜蒸餾過(guò)程的產(chǎn)水通量最大， 在進(jìn)料溫度50 ℃、真空側(cè)壓力 0. 09 MPa 條件下達(dá) 到21. 8 kg/( m2·h) ，直接接觸膜蒸餾次之，氣掃式 膜蒸餾最小; 真空膜蒸餾過(guò)程、直接接觸膜蒸餾過(guò) 程和氣掃式膜蒸餾過(guò)程脫鹽率都大于99%。曾輝 等［15］將海水( 3. 5% NaCl 水溶液) 通過(guò)真空膜蒸餾 裝置，進(jìn)料溫度和真空度是影響系統(tǒng)性能的主要因 素，進(jìn)料流量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響較小。 近年來(lái)，膜蒸餾技術(shù)成為反滲透濃水的首選濃縮 技術(shù)。王軍等［16］在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗火電廠(chǎng)完成了膜 蒸餾濃縮火電廠(chǎng)反滲透濃水的中試研究，當(dāng)反滲透 濃水濃縮倍數(shù)為 10 倍、連續(xù) 180 h 后，產(chǎn)水通量始 終在8 kg/( m2 ·h) ，出水電導(dǎo)率穩(wěn)定在3 μS/cm。 膜蒸餾技術(shù)濃縮反滲透濃水不僅具有技術(shù)可行 性和可操作性，而且大幅度提高了系統(tǒng)的產(chǎn)水率。 孫項(xiàng)城等［17］采用直接接觸膜蒸餾裝置濃縮某石化 企業(yè)反滲透濃水，在進(jìn)料溫度約50 ℃的條件下，濃縮 3 倍時(shí)，產(chǎn)水通量約為 15. 6 kg/( m2 ·h) ; 濃縮 4 倍 時(shí)，產(chǎn)水通量約為 14. 4 kg/( m2·h) ，出水電導(dǎo)率在 5 μS/cm 以下。安曉嬋［18］采用真空膜蒸餾濃縮反 滲透濃水，在進(jìn)料溫度約 65 ℃、真空側(cè)壓力 0. 085 MPa 的條件下，產(chǎn)水通量達(dá) 17. 86 kg/( m2 ·h) ，鹽 截留率達(dá)99%，出水電導(dǎo)率小于20 μS/cm。同其它 操作方式相比，真空膜蒸餾過(guò)程容易獲得較大的膜 兩側(cè)蒸汽分壓差，氣體傳質(zhì)阻力小，產(chǎn)水通量較大， 是常采用的操作方式。 1．4 常用的反滲透濃水濃縮技術(shù)比較 高效反滲透技術(shù)處理反滲透濃水技術(shù)成熟，既 節(jié)省了大量的酸堿，又可將反滲透濃水的回收率提 高至90%以上，高效反滲透技術(shù)在煤化工含鹽廢水處理方面也已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化; 但該技術(shù)可處理的鹽水 濃度受反滲透膜可承受的壓力限制。正滲透膜技 術(shù)是有前景的反滲透濃水濃縮方法，還需要在正滲 透膜材料和驅(qū)動(dòng)液兩方面進(jìn)一步研究，該技術(shù)距離 實(shí)際應(yīng)用尚有距離。與前兩種技術(shù)相比，膜蒸餾技 術(shù)可利用低品質(zhì)熱源、截留率高、水回收率高、膜通 量大、占地面積小、對(duì)環(huán)境污染小、技術(shù)成熟，并已 成功應(yīng)用于苦咸水脫鹽。如果能開(kāi)發(fā)出更大產(chǎn)水 通量、分離性能的膜材料，將能提高膜蒸餾技術(shù)在 濃縮反滲透濃水應(yīng)用中的競(jìng)爭(zhēng)力。 2 膜材料研究現(xiàn)狀及濃縮反滲透濃水可行性 膜蒸餾技術(shù)的核心是膜材料，膜材料的產(chǎn)水通 量和脫鹽率決定膜蒸餾處理反滲透濃水的難易程 度和經(jīng)濟(jì)效益。目前報(bào)道用于膜蒸餾分離用膜材 料主要為聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚丙烯膜。 2．1 聚四氟乙烯膜 聚四氟乙烯膜的表面張力為( 25 ～33) ×10 －3 N/ m，疏水性最好，具有良好的耐氧化性和化學(xué)穩(wěn)定 性，所應(yīng)用的物系非常廣泛。制取聚四氟乙烯膜可 采用燒結(jié)法及拉伸法，中空纖維膜的制作尤為困難。 唐娜等［19］對(duì)聚四氟乙烯膜真空膜蒸餾濃縮反 滲透海水濃鹽水進(jìn)行研究，說(shuō)明溫度是影響海水淡 化濃鹽水膜蒸餾過(guò)程的關(guān)鍵因素，對(duì)產(chǎn)水通量影響 較大。在進(jìn)料溫度67 ℃、真空側(cè)壓力0. 002 MPa 條 件下，產(chǎn)水通量為 24. 8 kg/( m2·h) ，鹽截留率大于 98%。李玖明等［20］對(duì)聚四氟乙烯膜真空膜蒸餾濃 縮垃圾滲瀝液反滲透濃水進(jìn)行研究，在進(jìn)料溫度 75 ℃、真空側(cè)壓力 0. 095 MPa 條件下，膜蒸餾通量 為7. 05 kg/( m2·h) ，出水電導(dǎo)率≤60 μS/cm。涂 正環(huán)等［21］考察了聚四氟乙烯膜孔徑對(duì)真空膜蒸餾 濃縮咸水產(chǎn)水通量的影響，說(shuō)明產(chǎn)水通量隨孔徑的 增大而增加。 利用聚四氟乙烯膜膜蒸餾進(jìn)行濃鹽水濃縮的 研究較少，其研制的關(guān)鍵技術(shù)是如何增大膜的孔隙 率及平均孔徑，從而改善產(chǎn)水質(zhì)量，增大膜通量。 同時(shí)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)聚四氟乙烯膜的推廣也有一些的 影響，應(yīng)改善制膜工藝，降低成本，增加聚四氟乙烯 膜材料的應(yīng)用市場(chǎng)，達(dá)到工業(yè)化量產(chǎn)。 2．2 聚偏氟乙烯膜 聚偏氟乙烯膜的表面張力為( 23 ～34) ×10 －3 N/ m，疏水性較好，耐氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性?xún)H次于聚四氟乙烯膜; 聚偏氟乙烯在常溫下可溶于多種溶劑， 較聚四氟乙烯膜容易制備，目前多采用溶劑致相轉(zhuǎn) 化法。聚偏氟乙烯膜是理想的膜蒸餾材料，近幾年 來(lái)對(duì)膜蒸餾材料的報(bào)道多集中于聚偏氟乙烯膜。 武春瑞等［13， 22 －23］對(duì)聚偏氟乙烯膜真空膜蒸餾濃 縮石化企業(yè)反滲透濃水進(jìn)行了研究，進(jìn)液流速對(duì)膜 性能無(wú)明顯影響;進(jìn)料溫度和真空度的提高都會(huì)使 膜的產(chǎn)水通量明顯上升，而產(chǎn)水電導(dǎo)保持穩(wěn)定。在 進(jìn)料溫度70 ℃、真空側(cè)壓力 0. 095 MPa 的條件下， 產(chǎn)水通量25. 83 kg/( m2·h) ，將反滲透濃水濃縮至 20 倍時(shí)，產(chǎn)水通量降至11. 8 kg/( m2·h) ，鹽截留率 大于99%，出水電導(dǎo)率小于4 μS/cm。安曉嬋［18］對(duì) 聚偏氟乙烯膜真空膜蒸餾處理反滲透濃水進(jìn)行研 究，在進(jìn)料溫度 65 ℃、真空側(cè)壓力 0. 085 MPa 條件 下，產(chǎn)水通量可達(dá) 17. 86 kg/( m2 ·h) ，鹽截留率大 于99%，出水電導(dǎo)率≤16 μS/cm。唐娜等［19］對(duì)聚 偏氟乙烯膜真空膜蒸餾濃縮反滲透海水濃鹽水進(jìn)行 研究，在進(jìn)料溫度為73 ℃、真空側(cè)壓力為0. 002 MPa 條件下，產(chǎn)水通量為13. 3 kg/( m2·h) ，鹽截留率大 于98%。 2．3 聚丙烯膜 聚丙烯膜的表面張力為40 ×10 －3 N/m，疏水性 較聚四氟乙烯膜和聚偏氟乙烯膜差，耐氧化性和化 學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較差，但由于價(jià)格低廉，市場(chǎng)應(yīng)用廣 泛。由于聚丙烯在常溫下不溶于任何溶劑，故制取 聚丙烯膜通常采用熔融紡絲 － 冷卻拉伸法和熱致 相分離法。 朱寶庫(kù)等［24］對(duì)聚丙烯微孔膜真空膜蒸餾濃縮 0. 51 mol/L NaCl 水溶液進(jìn)行研究，在 40 ～ 65 ℃鹽 水溫度范圍內(nèi)， 2 個(gè)膜組件的脫鹽效率接近100%; 產(chǎn)水通量隨溫度的升高而增大，與膜兩側(cè)的蒸汽壓 差成線(xiàn)性關(guān)系。王車(chē)禮等［25］考察了真空度、進(jìn)料溫 度、料液流速以及料液濃度對(duì)聚丙烯膜真空膜蒸 餾濃縮 NaCl 水溶液產(chǎn)水通量與鹽截留率的影響，產(chǎn) 水通量隨真空度增加呈線(xiàn)性增大，其受進(jìn)料溫度影 響顯著，隨料液濃度的增加而減小; 對(duì) NaCl 的截留 率接近100%。張建芳等［26］也考察了真空度、進(jìn)料 溫度、料液流速以及料液濃度對(duì)聚丙烯膜真空膜蒸 餾濃縮 NaCl 水溶液產(chǎn)水通量與鹽截留率的影響，隨 著真空度、料液流量及進(jìn)料溫度的提高，產(chǎn)水通量 有增加的趨勢(shì)，當(dāng)料液質(zhì)量濃度在10 g/L 以上時(shí)， 產(chǎn)水通量有下降趨勢(shì); 但出水電導(dǎo)率不受各因素 變化影響，通常在 4 μS/cm，鹽截留率在 99%以上。 王宏濤［27］在進(jìn)料溫度 85 ℃、真空側(cè)壓力 0. 04 MPa 條件下，將渤海深層海水通過(guò)自制的1 m3 /d 放大聚丙 烯膜真空膜蒸餾裝置，產(chǎn)水通量達(dá) 38 kg/( m2·h) ， 鹽截留率達(dá) 99%，回收率達(dá)到 75%。陳利等［28］考 察了真空度、進(jìn)料溫度、料液流速以及料液濃度對(duì) 聚丙烯膜真空膜蒸餾處理反滲透海水淡化濃鹽水 產(chǎn)水通量和鹽截留率的影響，真空度增大，產(chǎn)水通 量和鹽截留率呈增長(zhǎng)趨勢(shì); 進(jìn)料溫度升高，產(chǎn)水通 量增加，鹽截留率呈減少趨勢(shì); 料液流速增加會(huì)使 產(chǎn)水通量增加，鹽截留率呈減少趨勢(shì)，但影響相對(duì) 不大。隨著料液濃度的增加，膜的產(chǎn)水通量下降， 鹽截留率基本保持不變，最大鹽截留率大于99%。 3 聚偏氟乙烯膜的制備 目前，親水微孔聚偏氟乙烯膜已成功應(yīng)用于化 工、醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域，疏水微孔聚偏氟乙烯膜在膜 蒸餾等領(lǐng)域也已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。已有疏 水微孔聚偏氟乙烯膜濃縮反滲透濃水的研究報(bào)道， 針對(duì)反滲透濃水開(kāi)發(fā)新型疏水微孔聚偏氟乙烯膜 的相關(guān)研究也陸續(xù)報(bào)道。膜蒸餾是反滲透濃水中 水在聚偏氟乙烯膜兩側(cè)的蒸汽壓差的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn) 傳質(zhì)分離的膜過(guò)程，所使用的聚偏氟乙烯膜應(yīng)滿(mǎn)足 疏水性和多孔性2 個(gè)要求，以保證水不會(huì)滲入到微 孔內(nèi)，并使膜具有較高的產(chǎn)水通量。膜的孔隙率在 60%～80%，孔徑在0. 1～0. 5 μm 最佳。 制備疏水微孔聚偏氟乙烯膜的常用方法為相 轉(zhuǎn)化法，其又可以分為溶劑蒸發(fā)相轉(zhuǎn)化法、熱誘導(dǎo) 相轉(zhuǎn)化法、氣相沉淀相轉(zhuǎn)化法和浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化 法。目前大部分聚偏氟乙烯膜采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn) 化法制備，即將聚合物溶液刮涂在適當(dāng)?shù)闹误w 上，然后浸入含有非溶劑的凝固浴中，由于溶劑和 非溶劑的交換導(dǎo)致聚合物固化成膜。 徐麗［29］考察了聚偏氟乙烯鑄膜液濃度、添加劑 含量、凝固浴組成和溫度對(duì)聚偏氟乙烯膜結(jié)構(gòu)與產(chǎn) 水通量的影響。結(jié)果表明，隨著聚偏氟乙烯鑄膜液 濃度、添加劑 CaCl2 含量和凝固浴中溶劑 N， N － 二 甲基乙酰胺含量的增加，所形成膜表面更為致密， 亞層由指狀孔結(jié)構(gòu)過(guò)渡為海綿狀結(jié)構(gòu); 當(dāng)鑄膜液中 非溶劑 H2O 的含量和凝固浴溫度增加時(shí)，形成亞層 為指狀大孔的多孔膜; 當(dāng)鑄膜液中聚偏氟乙烯濃度 為10. 0%， CaCl2 為 3. 0%， H2O 含量為 3. 0%時(shí)，純 水凝固浴溫度為50 ℃的條件下，所制得膜的孔隙率約為 86%; 在 NaCl 溶液濃度為 3. 5%、進(jìn)料溫度為 50 ℃、真空側(cè)壓力0. 03 MPa 的條件下，產(chǎn)水通量約 為2. 4 kg/( m2·h) 。 王許云［30］考察了溶劑，聚偏氟乙烯分子量，鑄 膜液制備時(shí)的溶解溫度和熟化時(shí)間，添加劑種類(lèi)、 用量及凝膠浴溫度對(duì)聚偏氟乙烯膜結(jié)構(gòu)和性能的 影響。研究結(jié)果表明， N， N － 二甲基乙酰胺作為制 備膜蒸餾用聚偏氟乙烯膜的溶劑最佳; 在所考察的 5 種分子量的聚偏氟乙烯中，分子量為 431000 的聚 偏氟乙烯更適于制備膜; 鑄膜液宜采用較低的溶解 溫度( 50 ～ 70 ℃) ; 鑄膜液的熟化時(shí)間對(duì)膜內(nèi)部的 微觀孔結(jié)構(gòu)亦具有顯著影響，適當(dāng)?shù)氖旎瘯r(shí)間( 6 d 左右) 有利于制備連通性較好、產(chǎn)水通量較高的膜; 采用甘油( 2%) 與水( 3%) 混合添加劑制得的膜產(chǎn) 水通量及鹽截留率均有較大提高。 安曉嬋［18］考察了聚偏氟乙烯鑄膜液濃度、添 加劑濃度、凝固浴組成和溫度對(duì)膜結(jié)構(gòu)與膜蒸餾 性能影響。研究結(jié)果表明: 隨著聚偏氟乙烯鑄膜 液濃度、添加劑氯化鋰( LiCl) 含量和凝固浴中溶 劑 N， N －二甲基乙酰胺含量的增加，所形成膜的表 面更為致密;當(dāng)鑄膜液中非溶劑 H2O 的含量和凝固 浴溫度增加時(shí)，形成表層為指狀大孔的多孔膜; 當(dāng) 鑄膜液中聚偏氟乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12. 0%、 LiCl 為 5. 0%、 H2O 為2. 0%時(shí)，所制得的膜產(chǎn)水通量較大， 在進(jìn)水溫度55 ℃、真空側(cè)壓力 0. 062 MPa 條件下， 純水通量最高可達(dá) 19. 93 kg/( m3 ·h) ，孔隙率為 30%，結(jié)構(gòu)性能良好。 張琳［31］研究不同的鑄膜液體系發(fā)現(xiàn)，鑄膜液中 不加入任何添加劑時(shí)，膜表面容易形成大孔，但海 綿層比較致密，產(chǎn)水通量較低; 添加丙酮后，膜指狀 孔密度與尺寸變小，產(chǎn)水通量降低，但膜的皮層較 厚，有利于提高膜的鹽截留率; 以磷酸為添加劑制 備的平板疏水膜，其指狀孔變短，呈“淚滴狀”，平板 膜表皮層相對(duì)較薄，有利于產(chǎn)水通量的提高; 所制 備的聚偏氟乙烯膜以 LiCl 為添加劑時(shí)，上表面致密 且較厚，膜橫截面靠近上表皮層處具有小的指狀孔 結(jié)構(gòu);磷酸、丙三醇、 PEG － 400 的加入會(huì)使膜橫截 面出現(xiàn)大孔空腔結(jié)構(gòu)，均是較好的致孔劑。以丙酮 和磷酸為混合添加劑制備的平板膜具有較好的產(chǎn) 水通量及優(yōu)異的鹽截留率，當(dāng)進(jìn)料溫度 50 ℃，料液 用35 g/L 的 NaCl 水溶液進(jìn)行直接接觸式膜蒸餾實(shí) 驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)水通量可達(dá) 12. 45 kg/( m2 ·h) ，鹽截留率 大于99%。 目前，膜蒸餾用聚偏氟乙烯膜多處于研究階 段，應(yīng)在原有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出高產(chǎn)水通量和 高鹽截留率的膜，推動(dòng)膜蒸餾技術(shù)的發(fā)展。 4 結(jié) 語(yǔ) 含鹽廢水處理是中國(guó)煤化工可持續(xù)發(fā)展亟待 解決的問(wèn)題，其中反滲透濃水的濃縮是解決該問(wèn)題 的瓶頸。反滲透濃水濃縮技術(shù)主要有高效反滲透 技術(shù)、正滲透技術(shù)和膜蒸餾技術(shù)，其中膜蒸餾技術(shù) 濃縮反滲透濃水可利用低品質(zhì)熱源，具有截留率 高、水回收率高、技術(shù)成熟的特點(diǎn)。膜蒸餾用膜材 料主要有聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜和聚丙烯 膜，其中采用聚偏氟乙烯膜膜蒸餾濃縮反滲透濃水 的研究較多，聚偏氟乙烯膜疏水性較好，耐氧化性 和化學(xué)穩(wěn)定性較好，較容易制備，是理想的膜蒸餾 材料。聚偏氟乙烯鑄膜液濃度、聚偏氟乙烯分子 量、溶劑、添加劑及含量、鑄膜液制備時(shí)的溶解溫度 和熟化時(shí)間、凝固浴組成和溫度對(duì)聚偏氟乙烯膜結(jié) 構(gòu)與膜蒸餾性能都有影響。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)這 些因素來(lái)制備具有較高產(chǎn)水通量和鹽截留率的聚 偏氟乙烯膜。