【摘 要】
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当今世界面临着水资源短缺和能源危机,膜分离技术的推广应用为缓解水资源问题做出了巨大的贡献,但与此同时,进行膜分离的同时也会伴随着能源的消耗,寻求一种高效低能耗的膜法水处理技术对科技和环境保护均具有重要意义。本文提出的一种反渗透和压力延迟渗透耦合应用的脱盐工艺,在传统反渗透技术的基础上,将反渗透副产物浓盐水的盐度化学势能进行回收利用,能量回收利用的同时也将排放的浓盐水进行了稀释,实现经济性和环保性并
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当今世界面临着水资源短缺和能源危机,膜分离技术的推广应用为缓解水资源问题做出了巨大的贡献,但与此同时,进行膜分离的同时也会伴随着能源的消耗,寻求一种高效低能耗的膜法水处理技术对科技和环境保护均具有重要意义。本文提出的一种反渗透和压力延迟渗透耦合应用的脱盐工艺,在传统反渗透技术的基础上,将反渗透副产物浓盐水的盐度化学势能进行回收利用,能量回收利用的同时也将排放的浓盐水进行了稀释,实现经济性和环保性并驾齐驱。在对耦合系统进行能耗分析之前,首先,分别以标准化比能耗和标准化比产能为目标函数,构建了反渗透系统和压力延迟渗透系统的非线性约束优化模型,在优化模型中,引入了一组无因次参数组,包括半透膜性能、操作状态及设计变量等相关参数,建立反渗透和压力延迟渗透单元过程的特征方程以简化模型,将优化模型运用MATLAB优化工具箱实现求解,进行能耗分析,系统地比较和分析了能耗与膜性能、操作状态及设计变量之间的相互作用规律。在此基础上,再以上述分析方法对耦合系统进行能耗分析,结果表明,在反渗透系统中应将设计参数γ控制在0.5～1.5的范围内。内浓差极化对压力延迟渗透的产能性能影响很大,当浓差极化因子σ=0.9时,随着设计参数γ的增大,最优化比产能降低了11%,σ=0.8时,降低了28%。在耦合系统中,反渗透系统的操作因素对耦合系统的总能耗有着决定性作用。
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