膜蒸馏技术最新研究应用进展

申龙，高瑞昶

（天津大学化工学院制药工程系，天津 300072）

膜蒸馏（MD）技术是一种非等温的物理分离技术，以疏水性多孔膜两侧的蒸汽压差为推动力，使热侧蒸汽分子穿过膜孔后在冷侧冷凝富集，可看作是膜过程与蒸馏过程的集合。作为一种新型的高效分离技术，与传统的蒸馏以及反渗透过程相比，具有许多优点，如：设备所需体积小；较低的操作温度和压力；对不挥发性组分100%的理论截留率；良好的化学稳定性；可与其他分离过程相整合；可处理分离热敏性物质和高浓度废水等。因此，自1963年被首次提出以来，一直受到许多学者的关注。

近几十年，MD的研究取得了巨大的进展，相关的理论和应用研究也较为深入广泛。不断更新的研究成果需要人们紧跟研究工作发展的步伐[1]。本文主要针对最近几年国内及国外对于MD的研究和应用情况作一综述，以期为广大读者提供参考与借鉴。

1 膜蒸馏过程概述

1.1 原理

MD过程是一种热驱动过程，通过疏水性多孔膜将热料液（热侧）与透过侧（冷侧）分隔开，由于进料侧的蒸汽压高于透过侧的蒸汽压，在压差梯度作用下，蒸汽分子由热侧透过膜孔迁移至冷侧，再经冷凝，可得纯净组分。由此可见MD分离的传质过程主要由3个阶段组成：①水分在膜的热料液侧蒸发；②水蒸气穿过膜孔的迁移过程；③水蒸气在膜的另一侧冷凝。

与之相关的传热过程则主要包括4个方面：①热量由料液主体通过边界层转移至膜表面；②蒸发形式的潜热传递；③热量由热侧膜表面通过膜主体和膜孔传递到透过侧膜表面；④由透过侧膜表面穿过边界层转移到气相主体。

1.2 分类

不同MD装置的区别主要在于蒸汽穿过疏水膜后冷凝回收方式的不同。主要有以下4种形式。

（1）直接接触式膜蒸馏（DCMD）[2-5]这种装置相对简单，两侧的液体直接与多孔膜的表面接触，蒸汽的扩散路径仅仅局限于膜的厚度。它是出现最早也是研究最广泛的膜蒸馏过程，但其热损耗也最大。

（2）气隙式膜蒸馏（AGMD）[6-8]在冷凝面与膜表面之间有一停滞的空气隙存在，蒸汽穿过气隙后在冷凝面上冷凝。与 DCMD相比，由于气隙的存在，减小了过程热损耗，但增加了传质的阻力。适合两侧温差较大的蒸馏过程。

（3）气扫式膜蒸馏（SGMD）[9-10]装置与AGMD相似，不同在于使用惰性气体将透过侧的蒸汽吹出组件，在外部进行冷凝。由于惰性气体的加入，可以减少部分热量损耗，同时还可加快传质。但所需冷凝器的体积较大。

（4）真空膜蒸馏（VMD）[11-12]与SGMD类似，用真空泵抽吸代替吹扫，使透过侧处于低压状态（不低于膜被润湿的压力），将透过侧的蒸汽抽出，并在膜组件外冷凝。这种方式可以大大减小热损失，且透过通量较大。当然，操作费用也相应增加。

2 研究进展

2.1 热质传递中的参数

MD过程是传质与传热同时进行的过程，衡量这两种过程效果的相应参数分别是膜通量与热效率。而对二者影响较大的主要是过程的操作参数以及膜的特性参数，这是许多学者在研究MD过程机理时重点考察的部分。也因此，这方面的研究多见于理论模拟。

2.1.1 操作参数

主要影响参数有进料温度、浓度、进料流量、真空度、气体流速等。

进料温度和跨膜温差对膜的通量有重要影响，温度升高则蒸汽压变大，这就直接导致过程推动力的增加。提高进料温度和进料流量可以增加MD的通量，这是由于高流速下的混合更为理想，边界层变薄，膜表面的传质效果更好。但是通量随流速的增加有一个最优值，之后会趋于稳定或是略微下降，这可能与热量损失有关[13]。而高的进料浓度会降低蒸汽压力，并引起浓差极化，而且有可能导致膜的堵塞，因而浓度增加则通量减小[14]。

Rattner等[15]通过过程模拟对平板AGMD干燥剂再生器进行了研究。提高进料温度和流速可以提高过程的除湿率和能效比，气隙厚度也会影响结果。但流速、气隙厚度都有一个最优值。

不同的参数对温差极化与浓差极化的影响也不同，温度与真空度的提高可减小温差极化，增大浓差极化。而流速的影响则恰恰相反[16]。但三者都会使通量获得不同程度的提升。

Sivakumar等[17]用基于迭代解的Knudsen模型很好地预测了纯水蒸气的通量，通过敏感度分析，考察了操作参数（真空度、料液温度、进料流量、进料浓度）对膜通量的影响程度，结果表明，真空度的影响最大（大于 50%），其次是温度和流量的影响。与Rattner等的研究相似，他们的模型都是基于一定的假设，虽然较为合理，但应用于具体问题时还应注意不同条件的适用性。

在不同的MD过程中，各个参数的影响程度也不尽相同。Cojocaru等[10]用响应面分析的方法研究SGMD过程浓缩蔗糖，发现进料浓度和气体流通速率对通量的影响最大。在高的气速下，进料浓度对通量的影响最大；反之，在低的进料浓度下，气速的影响最大。

VMD与SGMD相比，前者更容易受进料流量的影响，而后者则更容易受温度的影响。在 VMD中通量往往随进料温度增加而呈指数方式增长，这使得温度的影响最为显著。对于SGMD过程，吹扫速率的增加会降低渗透饱和度，从而提高通量[18]。

2.1.2 膜特性参数

膜的特性参数主要包括膜的孔隙率、孔径大小及分布、曲折因子以及膜厚度等。

膜的孔隙率影响蒸发面的大小，因此孔隙率越大，传质效果越好。相比之下膜的厚度增加一方面会增加传质阻力，另一方面却能够减少能量的损失[19]。高的孔隙率、较小的弯曲因子和膜厚度值有助于通量的提高和极化现象的降低[20]。

什么情况下需要考虑膜孔径分布的影响呢？Woods等[21]给出了答案。他们从理论角度全面而广泛地探讨了膜的孔径分布对膜通量的影响，通过模拟研究，发现受孔径分布影响最大的是层流为主的微量过滤过程，其次是Knudsen扩散主导的VMD过程，再次是分子扩散控制的 DCMD过程，最后是气隙为主要阻力的 AGMD过程。忽略孔径分布影响的VMD过程误差可达9%，DCMD为3.5%，AGMD则小于1%。他们的研究可为膜组件的设计提供有价值的参考。

在Jensen等[22]的模拟中，膜的结构特性（孔隙率、曲折因子等）也是影响模型准确性的关键因素。不过，上述模拟研究还应辅助以实验数据来验证。

提高膜的固有传质系数，可减弱温差极化现象减弱。当膜的固有传质系数较高时，流动阻力集中在边界层上，此时，增加扰动会带来传质效果的提升，提高操作温度同样促进传质[2]。当然，设置挡板增加扰动也会造成一定的能量损失，需要综合考察来权衡。

这种扰动还可以通过改变膜丝的形态来实现。Yang等[23]在研究中发现膜丝表面的弯曲起伏会减小温差极化，改善传质并且可成倍提高层流时的通量。

值得注意的是，在Rattner等的报道中，由于装置中气隙的传质阻力占主导，所以膜材料特性对再生器的性能几乎没有影响。这提醒要将系统中的所有参数作为整体来考察。

学者们的研究虽然揭示了各个参数的影响范围及程度，然而，单个参数的影响毕竟相对简单，实际操作中往往是多个参数同时控制，其间的相互关联还需要进一步的研究，以便合理预测并得到最佳的组合。

2.2 膜蒸馏用膜

MD过程使用的膜主要有聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。然而这些膜基本是作为超滤、微滤、反渗透等膜过程的商业用膜，并不能够完全胜任 MD过程所需的疏水性、渗透率、抗污染能力等[24]。近年来，关于MD过程用膜的开发研究越来越受到重视。许多学者都致力于膜的制备和改性研究方面，以期获得较好性能的膜材料。

如前所述，膜材料的特性（孔隙率、壁厚、曲折因子、孔径分布、导热系数等）是影响MD过程传质的重要因素，膜的润湿与膜污染也与膜本身的特性息息相关，新型膜材料的研究是推动MD过程应用进程的重要手段。在传统的膜制备方法基础上，学者们不断探索创新，对不同的材料进行改性、修饰或复合，开发和研制了许多性能优异的膜材料。Fang等[25]采用相转化烧结法，研制了一种用于VMD过程的疏水多孔氧化铝中空纤维膜；Teoh等[26]将 PTFF颗粒混入涂料中，研制了一种PVDF/PTFF复合双层中空纤维膜，来增强外表面的疏水性；同样，在膜制备过程中改变添加剂的组成，也可得到不同性能的膜[27]；Lalia等[28]采用静电纺丝技术，研制了一种聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDFHFP）复合膜，在DCMD实验中各项性能测试均表现良好。

在膜结构中，不同膜层对膜的疏水性强弱贡献也不同。影响最大的是膜的疏水最外层，其厚度越小，膜的性能则越好。Essalhi等[29]将氟化高分子与聚醚酰亚胺（PEI）混合，借助相转化法得到了一种复合膜。其中，高分子物质迁移到膜表层上端，形成很薄的疏水层，增强了膜的疏水性，减小了孔径、节结大小与粗糙度。由于缩短了传质路径，这种膜更适用于DCMD，而对于其他形式适用性较弱。

随着纳米材料科学的发展，具备优异性能的纳米高分子也被用在膜材料的研制上。Gethard等[30]将碳纳米管固定在普通PVDF膜上，应用于制药废水浓缩的MD过程，富集效率和传质因数分别是普通MD过程的421%和543%。这是利用了碳纳米管的高比表面积和导热系数，使有效传质表面积增加，同时减弱温差极化。

纳米技术的应用给膜制备带来了更广阔的空间，相关的研究也为许多学者所青睐。Zhang等[31]通过将疏水的SiO2纳米粒子喷涂在PVDF疏水多孔膜表面，制备了一种超疏水膜。经过修饰，膜的接触角以及全水透过压均得到了提升，具有很高的盐去除率、稳定性以及抗污染能力。Khemakhem等[32]则将一种 C8复合物嫁接到陶瓷膜上得到了一种可应用于AGMD过程的疏水膜。Prince等[33]将黏土纳米复合材料与PVDF混合，得到一种新型的静电纺丝纳米纤维膜，极大地提高了接触角（可达154.2°）。

上述膜材料的制备研究都是以传统膜材料为基础进行修饰或合成。而Wang等[34]则从膜整体结构入手研制了一种类似于莲藕结构的多孔中空纤维膜，这种膜壁厚较薄，却显示出卓越的机械强度，同时，高于99.99%的去除率以及连续操作时的稳定性，也展现了其优越的性能。

除了对膜材料的直接关注，纺织条件对中空纤维MD用膜的结构和性能也会造成影响：聚合物、添加剂浓度的提高有助于形成多孔海绵状的膜结构；加快卷绕速度以及降低涂料的挤出速度同样可以增大孔隙率；而升高芯液温度，膜的平均孔径增加，但有效孔隙率减小；气隙厚度对膜结构同样有着双重影响。Tang等[35]的实验结果显示，膜的有效孔隙率对膜的性能贡献最大。大的孔隙率可以带来高的通量，但会降低膜的力学性能。因此，需要对这些影响条件进行合理地选择。比如，控制芯液温度和气隙厚度在最佳的范围内。

当前膜材料的改性制备研究大部分还仅仅局限于独立的或小型的MD过程，而在集中于优化膜特性的同时，还应当注意不同膜过程以及不同膜组件结构对膜材料的特定要求，提高其适用性，使其更好地投入工业化。

2.3 膜润湿与膜污染

膜润湿与膜污染会增加传质的阻力，导致膜的通量和膜过程效率的降低，是制约MD技术广泛应用的两个重要因素。除了对膜材料的改良和研发来提高膜的抗润湿、抗污能力外，近年来学者们也对其他相关因素做了广泛的研究。

闵鹏等[36]研究了清洗剂与阻垢剂对膜接触角的影响，发现在长时间操作下，碱性溶液比酸性溶液更容易影响膜的接触角，导致膜的润湿，而常用阻垢剂和清洗剂则影响较小。加入阻垢剂可在一定程度上防止膜的污染，充分发挥膜的性能。张琳等[37]在MD脱盐的研究中加入阻垢剂，产水率得到了明显的提升。Gryta[38]使用聚磷酸盐阻垢剂提升了膜脱盐过程对 CaCO3的抗附着性能。不同体系的MD过程所适用的阻垢剂种类往往不同，要注意选择。

当然，阻垢剂并不能完全阻止结垢的发生，膜通量的恢复还依赖于膜的清洗方式。除了传统的水洗，还可以采用气体反向冲洗的方式[39]。这种方法的成功也说明了膜孔的堵塞是膜污染的重要因素。

Goh等[40]对比了 MD 和膜蒸馏生物膜反应器（MDBR）在废水回收中的表现，指出使用MDBR可以有效延迟膜的润湿过程（1.7～3.6倍时间），减缓膜的污染，进而更适用于高温以及低挥发性的工业废水处理。

然而在MDBR中，膜的污染却很容易发生。随着操作时间的增加，大量的细菌会沉积在膜上，造成膜孔堵塞。值得注意的是，膜污染程度与细菌浓度和操作时间有关，而与细菌的种类联系很小[41]。

除了操作工艺上的影响外，某些操作参数对膜污染的影响也逐渐被学者所揭示。

温度对于膜过程的重要性不言而喻，但之前的研究多是关于温度对传质传热的影响。事实上，温度也会改变膜的润湿表现。Saffarini等[42]研究PTFF膜的润湿行为发现，温度的升高同样会导致膜的微观结构演变，直接影响接触角和透过压。这种微观结构的改变不能被热重分析（TGA）所识别，通过借助差示扫描量热仪（DSC）和高分辨率的电镜，内应力的松弛、膜纤维、间隙的变化以及节点的扭曲这些微观现象才得以被揭示。同时，他们提出了一个与温度相关的几何校正因子，对 Laplace方程进行了修正。温度对膜污染的影响在Krivorot等[43]的研究中也得到了证实。不过，这里只讨论温度对膜污染的单纯影响，最终参数的确定还要重点考虑其对传质及通量的影响。

进料侧的流体力学性能同样会影响膜污染过程。Ding等[44]将鼓泡方法应用于MD过程，对进料侧进行鼓泡，形成两相流。这种方式可以有效减少污垢堆积，限制膜污染的形成，提高过程的效率。

结合前面几节的论述可见，解决膜润湿与膜污染问题，一方面应着眼于膜本身的性能改良，另一方面也要对过程工艺条件和操作参数进行认真选择。

2.4 膜蒸馏过程优化

提高过程的传热、传质效率是解决MD过程应用问题的一个重要方向。近年来大多数研究一方面侧重于热能的利用即热效率的提高，另一方面则偏向膜组件的优化，借此改善过程的传质性能。它们的进步得益于对过程机理的研究，其中不乏一些值得借鉴的成果。

2.4.1 效能优化

将MD过程与可再生能源（太阳能、地热能、风能等）相结合，是优化MD过程的常见方式。随着太阳能集热器技术的成熟，太阳能与MD技术的耦合研究也越来越普遍。而且这种集成过程最主要的成本是初始投资，包括设备、选址等，后续操作几乎不需要过多的投入[12]。

相比提高膜组件内部的效率，提高组件外部的效率对MD过程的整体表现贡献更大[45]。近年来出现的多效膜蒸馏（MEMD）技术，以其高的渗透通量（Jw）、效能比（PR）以及良好的稳定性，在节能方面有着很强的竞争力和应用前景[20，46]。

而将太阳能等自然能源与 MEMD结合则是另一个研究热点。Zhao等[47]使用太阳能真空多效膜蒸馏装置（V-MEMD），通过合理选择操作参数、优化过程级数与每一级尺寸，实现了过程设备、操作成本的降低和热回收效率的提高。Sarbatly等[48]将地热能用于错流VMD过程，采用地热直接进料的方式，使得整个过程的能量消耗减少了95%，水的生产成本降低了59%。

理想的MD过程应当最大程度地通过潜热的形式转移热量，而非借助于热传导。Guillén-Burrieza等[49]在 AGMD脱盐设备中采用多级膜蒸馏装置，通过汽化潜热的传递实现预加热，可以显著地减少热能消耗（高达 55%），提高能量利用率。在他们的中试实验中[13]，使用多级膜蒸馏的组件效能比提高为1.96。然而，这个值依然较低，且放大后过程的通量值较小试下降不少，这也反映了工业化所面临的困难。

除了太阳能与地热，还可采用微波照射的方式。这样可使加热更为均匀，提高传质效果，对膜的性能不会造成影响，但是可能会加重膜的结垢[50]。

2.4.2 组件优化

膜的外形及其组装形式会影响组件内流体的流动性能，适当优化可改善液体的分布状况，促进过程的传质与传热。对膜组件及其内部形态的优化设计主要侧重于从机理方面改善MD过程。

Porrazzo等[51]在太阳能MD中使用了神经网络（NN）模型，在实验基础上针对膜组件开发了最优化的前馈系统，从系统优化角度，对MD生产过程进行优化控制，可以有效地分析组件内部条件变化对过程产品的影响。

在 DCMD装置中交错放置中空纤维膜，可以降低温差极化带来的影响，进而提高热质传递效率。而将多个交错的膜组件与热交换器集成，可以更大程度地提高热效率和造水比[52]。He等[53]在交错的中空纤维膜组件之间采用对流流动，经部分浓缩的低温盐水与前一膜组件的高温盐水适当换热后进入下一级单元，连续操作下，可以实现20左右的造水比。 Hausmann等[54]也做了类似的研究。Singh等[55]则将两个 AGMD组件串联，使原料液、冷却剂与冷凝液连通起来同时流经两个组件，提高了过程效率。

组件中膜丝的装填形式直接决定了其几何性能，也会对 MD带来影响。Yang等[56]研究了几种采用不同膜外形或组装形式的膜组件结构的性能表现。相对于常规的规整组件来说，对膜的几何形状及其分布形式的改变可优化液体的流动，比如弯曲的膜丝或间隔编织的膜丝，进而带来热效率的提升。

膜组件的优化研究是建立在对MD过程机理充分认知的基础上，因此，MD的机理还需进一步完善，要考虑过程放大时各因素的影响。而不同形式能源的利用也反映出工艺设计在过程优化中的重要性。

3 应用举例

3.1 海水淡化与纯水制备

这是 MD发展最久也是应用最广的领域，经MD过程所得的水，质量远远高于其他膜过程。近年来的研究既优化了这些过程又拓宽了研究领域。

Adham等[57]考察了 MD技术在热海水淡化装置中的适用性。MD可以得到高品质的馏分，对高浓度盐水效果也很显著。不过，为了防止碳酸钙的沉积，还需要加入适当的阻垢剂。

针对之前研究较少的高温高压下的脱盐过程，Singh等[58]采用DCMD过程，借助改性的PVDF膜进行了实验分析，实验所得通量最大值可达 195 kg/(m2·h)，理论蒸发效率接近 80%，同时没有膜的润湿和NaCl的渗漏发生，表现良好。

作为一种高效的操作方式，太阳能和MD耦合技术用于苦咸水脱盐近年来也较为常见。此外还有膜蒸馏-结晶混合脱盐技术[59-60]，采用膜蒸馏-结晶混合脱盐技术可同时实现盐水纯化和 NaCl 的结晶，但是过程中需要注意体系的温度和进料流量。温度越高结晶速度越快，那么晶体的尺寸就会偏小，所以需要通过控制成核来防止结垢和获得统一的晶型。

对于偏远地区来说，优良的中小型脱盐设备可以使之实现独立的水供给，缓解资源短缺问题[61]，MD技术在这方面有很大的潜力。Yarlagadda等[62]通过 DCMD从含有砷、铀、氟化物等的地下盐水中再生饮用水，简易的设备使之可以与多种热回收装置相结合并。相比之下，Criscuoli等[63]则采用VMD的方式处理被砷污染的地下水，实现了两种价态砷[As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]的同时分离，无需预处理，对进料浓度也无限制。两者各有优势，但在通量方面仍有很大提升空间。

3.2 食品工业

MD技术用于食品工业可以防止高温蒸发造成的营养成分的破坏与流失，保持产品的颜色、风味和营养价值。

应用于食品工业的研究最初主要以 DCMD为主[10]，而随着研究的深入，其他MD形式也得到了更多的重视，效果显著。

Cojocaru等[10]采用SGMD浓缩蔗糖溶液，得出了最优的工艺条件。Kujawski等[64]用渗透膜蒸馏（OMD）技术对红葡萄汁进行脱水浓缩，并证实了该过程不会影响到浓缩液的多酚含量和抗氧化活性。Zhang等[65]将太阳能VMD技术用于纤维酒精生产过程，使得酒精产量与之前相比提高了2.64倍。Jensen等[22]用 DCMD蒸馏过程模拟黑加仑果汁的浓缩，模型总体误差小于10%，为后续初步的工艺设计打下了基础。Bagger-Jørgensen等[18]用 MD过程提取挥发性的果汁香气成分，考察了过程的主要影响因素，为工业化提供了可靠的理论依据。上述研究与广泛应用的传统高温蒸发工艺相比较，可直观地说明MD过程更加温和且能耗低，但具体程度还需放大后才能确定。

MD也可与生物膜反应器相整合。在乳糖发酵生产乙醇时，液体培养基中的乙醇和其他挥发性物质可以穿过多孔膜而脱离体系，从而连续地移除。与传统发酵工艺相比，这种方法使产量大为提升[66]。Lewandowicz等[67]把MD单元与细胞培养器结合，用于连续酒精发酵工艺中乙醇的回收，有效提高了体积产量和酵母菌的活力。但是仍然面临着膜的选择性过低的问题。

MD在乳品加工和脱脂牛奶的生产方面也有很好的表现[68]。

3.3 化学及挥发性物质的分离

MD过程可处理高浓度的溶液，因此常用于溶液的浓缩。同时，以压差为推动力使它可以有效地从体系中分离、除去挥发性物质。这方面的研究屡见报道[1，69]，本文仅就较新的研究进行举例。

挥发性物质会在MD过程中脱离体系，当它作为反应产物之一时，会直接推动反应平衡向正方向移动，这样就可以不断地得到处于反应同侧的其他产物，提高目标产物的产量。

Li等[20]采用AGMD与外部热交换器相结合的MEMD过程来浓缩稀硫酸溶液，可将2%的硫酸溶液浓缩至40%，且馏分可视为纯水。Maria等[70]以KCl和H2SO4为原料，将化学反应器与DCMD过程相结合来生产 KHSO4。MD可使反应产生的KHSO4直接沉淀下来，同时连续地移除体系中的HCl，使化学平衡朝生成KHSO4的方向一直进行。在进料比 1∶2的情况下，钾的转化率为 93%，并可得到浓度为43 g/dm3的盐酸溶液。这些技术如果能够实现工业化，将会在能耗与设备投入方面展现突出的优势。

将 DCMD过程引入化学合成反应中来制备高浓度的聚氯化铝（PACl），可获得较高的选择性和产品纯度[71]。而用平板 AGMD干燥剂再生器回收液体干燥剂（锂盐）的可行性，也经过了理论模拟的验证，取得了初步进展[15]。

此外，将 MD与生物反应器结合用于发酵生产[41]，可有效除去其中影响微生物生长的化学挥发性抑制剂（如乙酸等），改善其生长环境，从而获得产量的提升。

3.4 废水处理

MD技术的优势使其在废水处理方面同样有很大的应用价值。

Huo等[72]采用可见光臭氧化铋（BiOBr）光催化反应与 DCMD技术结合来脱除染料废水中的甲基橙。凭借BiOBr的强可见光吸收能力、低光生电子和空穴再组合能力，使甲基橙发生光降解，有机物和催化剂被截留。实验中的通量非常稳定，且没有观察到膜污染发生。虽然目前仅技术上可行，但光催化膜反应器与太阳能结合将是一种很有潜力的废水处理技术。

热电工业的冷却塔废水往往含有多种易结垢离子[73]，采用 DCMD装置并加入阻垢剂进行处理，浓缩倍数可达8倍，水的回收率也提高至87%。同时，工业废水中含有的成分也较复杂，在进膜之前，常常需要预处理[74]。Sivakumar等[17]用MD装置处理总可溶性固体含量为2332 mg/L的煤矿废水，经中空纤维VMD处理后，去除率为99.9%，水质达到饮用水质量标准。

橄榄油生产是地中海盆地的重要经济活动，但随之也会产生大量的粗橄榄油有毒废水。而采用渗透蒸馏（OD）和OMD技术，则无需预处理，即可取得较高的浓缩倍数，同时得到高附加值的酚类化合物[75]。

对于处理高浓度的含盐废水[76]、高浓度的氨氮废水[77]，MD技术具有突出的优势。同时，MD技术不涉及高压，对进料浓度无严格要求，可实现高的去除率这些特点，使其在核工业中的应用潜力巨大。Khayet[78]考察了DCMD处理中低级放射性液体废物过程，证实了这一点。由于核电工业中的废热和冷却液在许多工段都可以回收并重新用于产生驱动力，MD的应用就变得相对便捷，而且可在源头进行处理，使成本大为降低。

4 结语与展望

近年来MD技术的飞速发展，向人们展示了巨大的应用潜力。但作为一种尚处于应用初期的新技术，MD的大规模应用仍需要学者们不断地努力，早日突破工业化道路上所面临的主要瓶颈。

高的能耗与低的热效率是MD过程亟待解决的问题，借助风能、地热能、太阳能等可再生能源，使用多级热回收装置，都是可借鉴的优化途径。加强这方面的研究，对于拓宽应用范围，降低运行成本意义重大。

目前MD过程尚无特定的商业用膜，膜材料的性能提升，膜的抗润湿与抗污染，始终是研究的热点领域，最终的结果是研制出适用于MD过程的低价高效膜材料。

大多数MD研究尚处于实验室规模，工业化还不成熟。除DCMD以外，其他MD类型也应受到更多的关注，它们在膜通量及热效率上有更突出的优势。

膜组件的优化涉及传质传热、设备投资等方面，应与特定的MD过程及工艺条件相结合，尤其是将多个方面综合起来研究，从系统角度进行优化，力求获得整体性能的提升，加快 MD技术的工业化步伐。

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