中國近年的發(fā)展速度震驚國際社會，中國的GDP上去了，國力增強了，但自然環(huán)境也付出了慘痛的代價。工業(yè)污水橫流、空氣污濁、人類賴以生存的環(huán)境不斷地遭到蠶食。從上世紀末中央政府開始重視了環(huán)境污染問題，因此膜技術(shù)不僅作為人類健康飲用水的關鍵技術(shù)，更把它用于污水處理、空氣處理等方面，遺憾的是現(xiàn)代單一膜材料還不能完全達到人們的要求。

    膜蒸餾是傳統(tǒng)蒸餾工藝與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種液體分離技術(shù)，膜蒸餾過程是熱側(cè)液體的水分子蒸發(fā)汽化，穿過疏水膜的微孔，水相中非揮發(fā)性的離子和分子等溶質(zhì)則不能透過疏水膜，從而實現(xiàn)溶液分離、濃縮或提純的目的。膜蒸餾是有相變的膜過程，同時發(fā)生熱量和質(zhì)量的傳遞，傳質(zhì)的推動力為疏水膜兩側(cè)透過組分的蒸汽分壓差。

    膜蒸餾過程的特征：使用疏水性微孔膜，分離膜至少有一個表面與所處理的液體接觸，且不能被所處理的液體潤濕，傳質(zhì)推動力是液體中可汽化組分在膜兩側(cè)氣相中的分壓差。相對于其它的分離過程，膜蒸餾的優(yōu)點主要有：① 對液體中的離子、大分子、膠體等非揮發(fā)性溶質(zhì)能達到100％的截留；② 操作溫度比傳統(tǒng)的蒸(精)餾低；③ 操作壓力遠低于反滲透過程；④ 與傳統(tǒng)的蒸餾設備相比，無蒸發(fā)器腐蝕問題、設備體積小、造價低。由于疏水膜材料與膜蒸餾工藝技術(shù)的進步，膜蒸餾技術(shù)日益顯示出其在水處理領域高度濃縮方面的應用潛力，近年來又成為了膜領域中最被關注的熱點研究方向之一，有多篇綜述性文章發(fā)表，在疏水膜材料、膜蒸餾工藝方面開展了深入研究，并且在水中有用物的回收濃縮方面開展了膜蒸餾技術(shù)的實際應用研究，本課題組近年來也開展了一些相關研究工作。

    膜蒸餾過程

    1、直接接觸膜蒸餾。直接接觸膜蒸餾是膜的一側(cè)直接接觸熱料液，另一側(cè)直接接觸冷流體。傳質(zhì)過程為：①水從被處理液體主體擴散到與疏水膜表面相接觸的邊界層；②水在邊界層與疏水膜的界面氣化；③氣化的蒸汽擴散通過疏水性膜孔；④蒸汽在疏水膜的透過側(cè)直接與冷流體接觸而被冷凝。

    2、空氣隙膜蒸餾。傳質(zhì)過程的前三步與直接接觸膜蒸餾相同，從第四步開始，透過側(cè)的蒸汽不直接與冷液體接觸，保持一定的間隙，透過蒸汽擴散穿過空氣隔離層后在冷凝板上進行冷凝。

    3、減壓膜蒸餾。減壓膜蒸餾又稱真空膜蒸餾，是在膜的透過側(cè)用真空泵抽真空，以造成膜兩側(cè)更大的蒸汽壓差。傳質(zhì)的前三步與直接接觸膜蒸餾相同，第四步透過蒸汽被真空泵抽至外置的冷卻器中冷凝，見圖1.2.3。減壓膜蒸餾比其他膜蒸餾過程具有更大的傳質(zhì)通量，所以近幾年來受到比較大的關注。

    4、氣掃膜蒸餾。用載氣吹掃膜的透過側(cè)，從膜組件中夾帶走透過的蒸汽，使蒸汽在外置的冷卻器中冷凝。傳質(zhì)過程也是在第四步發(fā)生變化，傳質(zhì)推動力除了蒸汽的飽和蒸汽壓外，還有由于載氣的吹掃夾帶作用，促進傳質(zhì)，因此傳質(zhì)推動力可以比直接接觸膜蒸餾和空氣間隙式膜蒸餾大，載氣中水蒸汽的分壓以及冷凝溫度控制對膜蒸餾產(chǎn)水量有重要影響。

    膜蒸餾的社會效益已歷歷在目，膜蒸餾的經(jīng)濟效益還有待于進一步應用于有一定規(guī)模效應的工程項目中才能真正體現(xiàn)出來，現(xiàn)在統(tǒng)計經(jīng)濟效益還為時過早。

    難治性污水與特種化工污水一直困惑著水處理專家，因為化工污水往往含有各種有機或無機物，這些物質(zhì)對膜的損害是眾所周知的，況且膜技術(shù)在此行業(yè)中應用也很少有成功的事例。普通膜過程基本是以過濾功能為主的，過濾精度是依靠膜孔徑大小而實現(xiàn)對不同物質(zhì)的處理。人們可用微濾、超濾、納濾、反滲透等膜來處理相關物料，但膜污染則成為一個嚴重的乃至影響使用的問題，因此，膜技術(shù)在一些特種化工污水中的應用一直沒有長驅(qū)直入。 

    膜蒸餾卻給特種化工污水處理帶來了希望，膜蒸餾過程是在常壓和高于常溫的條件下工作的，因此各種污水對膜的污染遠低于其它膜過程，這是膜蒸餾的一大有待于高度發(fā)揮的優(yōu)點。