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近年来,随着全球范围内对环境保护以及废水回收领域的日益关注,高盐有机废水的处理越来越惹人关注。深海气田采出水是一种典型的高盐有机废水,来源于气田开采所使用的抗水合剂乙二醇,同时富含盐分。所以如何高效回收废水中的乙二醇,同时脱除其中的盐分一直是这一多元高盐有机废水处理的关键问题。目前主要采用的蒸发结晶技术有两个缺点:首先,蒸发结晶的操作温度较高,乙二醇损失量大,能耗高;其次,蒸发结晶过程的结晶过饱和度不可控,晶体产品的粒度分布不均一,晶体表面缺陷多,后期固液分离困难。针对以上所提到的高盐乙二醇废水处理难题,本论文提出采用基于膜蒸馏-结晶耦合的新型高盐有机废水回收处理技术,充分利用膜蒸馏操作温度低的特点,协同结晶过程的精确浓缩速率控制,降低回收过程能耗、减少乙二醇损失;同时制备粒度分布集中、表面结构完整的高品质晶体产品。研究中首先使用膜蒸馏技术将乙二醇含盐水溶液浓缩至近饱和状态,系统考察了不同操作条件对膜蒸馏渗透通量的影响;建立三元体系膜蒸馏渗透通量传质模型,实现了对三元体系的膜蒸馏渗透通量的模拟计算,结果发现浓度极化随乙二醇浓度变化较大,温度极化变化较小;考察了膜蒸馏过程的分离效率和长期运行稳定情况,发现在全部考察范围内膜蒸馏的分离效率较高,氯化钠和乙二醇截留率达到99%以上,稳定性良好,长期运行100 h通量稳定。同时,当乙二醇(EG)浓度大于60%时,进料处理当量较大,可达6 kg·m-2·h-1以上。研究使用膜蒸馏-结晶技术对近饱和的乙二醇含盐废水进行了结晶回收处理。测定了与三元体系结晶相关的一些基础数据,考察了分离膜、过程操作温度、乙二醇进料组成对晶体产品粒度分布、平均粒径和晶体表面形貌的影响。结果发现,膜蒸馏-结晶技术所得到的晶体产品相对于传统的真空蒸发结晶技术具有更为集中的粒度分布(C.V.值分别为38和46)以及更为光滑的表面形貌;同时,操作温度和结晶溶液中乙二醇含量也对晶体产品的性质产生较大的影响。本论文还研究了膜辅助结晶过程的机理,建立分离膜界面处颗粒的瞬时受力状态模型,得出了晶体在分离膜表面滑落脱离的数学判据;提出了膜辅助结晶的成核生长机理;并使用直接观测实验对所提出的机理进行了验证,证实了膜分离界面和膜组件可有效实现晶体沉积结垢向晶体成核促进机制的转化;并优化了膜组件的参数,实现了膜蒸馏-结晶过程的进一步设计和优化。