薄膜蒸餾過濾
Membrane Distillation, MD
MD分離膜為微孔疏水性質,利用膜本身透氣不透水特性,將帶有
非揮發性物質的水溶液加熱蒸發,蒸氣因分子小能輕易透膜後被
冷凝為液體(水),水溶液因表面張力大被膜擋住,非揮發性物質則
截留在溶液中,一般應用為固液分離。
MD技術在海水淡化及高鹽溶液提濃的應用上,具有相當優勢。
設備
MD簡介
微孔疏水性MD膜,利用其透氣不透水特性,主要作用是將帶有非揮發物質的水溶液加熱蒸發,水蒸氣因分子小穿透膜後冷凝為純水,非揮發性物質溶液因表面張力無法透膜而逐漸濃縮,可用於海水淡化及高鹽水溶液提濃回收。
當一疏水性多微孔高分子薄膜將不同溫度的冷熱水流分隔開時,由於表面張力的作用,膜兩側的水溶液都不能透過膜孔進入另一側,但是熱流端的水蒸氣在膜兩側水蒸氣壓差驅動下,會透過膜孔進入冷流端、然後冷凝下來成為高純度蒸餾水。

薄膜蒸餾(MD)技術原理示意圖
直接接觸式薄膜蒸餾(Direct Contact Membrane Distillation, DCMD)
水蒸氣透過膜孔後直接與冷側水接觸,冷側水將冷凝水直接帶走,因此冷側水會不斷增加,此方式比空氣間隙式(AGMD)獲得更多冷凝水通量。然熱損失高,且溫度極化現象嚴重。

空氣間隙式薄膜蒸餾(Air Gap Membrane Distillation, AGMD)
水蒸氣透過膜孔後不直接與冷流端水接觸,中間以冷流端水之冷壁間隔成空氣間隙,此時水蒸氣透過膜孔後,擴散至冷壁表面被冷凝下來收集,此方式較直接接觸式(DCMD)獲取更高品質冷凝水,且薄膜較不易孔徑水塞(pore wetting)。然通量較低。

真空抽引式薄膜蒸餾(Vacuum Membrane Distillation, VMD)
水蒸氣透過膜孔後直接直接被真空抽走,並在膜器外實現水蒸氣冷凝。由於這時消除了膜孔內的不凝氣(空氣),使水蒸氣的傳遞由擴散變成流動,因此可以提高水的通量。然孔徑水塞(pore wetting)風險較高。

MD技術的特點
- 安全性高-設備簡單,常壓操作,程序簡便。
- 高品質純水-成為低成本製備純水的有效方法。
- 廢熱回收-容易設計成潛熱的回收型式,可有效利用其他設備廢熱。
- 節能環保-可利用太陽能、地熱、溫泉等環保熱量來源。
MD膜元件


MD板框模組





