2021年11月，实验室毛岩鹏副教授团队在压力延迟渗透膜蒸馏处理低温工业废水能效评价方面取得新进展，相关研究成果以“Thermal-exergy efficiency trade-off optimization of pressure retarded membrane distillation based on TOPSIS model”为题发表在国际知名期刊Desalination上。毛岩鹏副教授为通讯作者，研究生曹涵为第一作者。

在各类工业生产过程中，温度低于100℃的低温废水来源广泛且数量庞大。目前水处理领域的代表性技术，反渗透（RO）技术，仅能达到回收纯水的目的，且操作压力高、能耗大。相比之下，压力延迟渗透膜蒸馏(PRMD)过程具有可利用低品质余热及截留率高的显著优势，更适合处理低温高盐的工业废水。然而PRMD作为一个热驱动系统，系统的效率还未得到全面的分析与研究。PRMD以汽-液相平衡为基础，通过提供汽化潜热实现特征相变，过程的能量利用效率是决定其是否具有竞争力的重要因素。鉴于此，毛岩鹏副教授团队通过matlab对PRMD系统建立计算模型，并引入熵权TOPSIS法对计算结果进行评价分析，直观且突出地反映了各项工况参数对效率指标的影响程度，从而得到系统㶲损最小且水通量最高的工况条件。

图1 压力延迟渗透膜蒸馏原理示意图

研究人员对直接接触式的PRMD系统建立了传热传质模型，并针对热、冷侧温度（t_H，t_C）、热、冷侧流速（v_H，v_C）、热侧浓度（x）、冷侧入口压力（P_h）六项工况参数，以热效率（η）和火用效率（ηf）为优化目标展开了深入研究并取得重要进展。该项研究工作的分析结果表明，各项参数对η和η_f的影响程度存在差异且部分参数对η和η_f表现出反向作用。经进一步通过熵权法和TOPSIS模型对各项工况参数对η和η_f影响权重进行计算，η和η_f的最终权重分别为0.3425和0.6575，表明整体上工况参数对η_f的影响大于η。经综合优化后η和η_f别达到78.75%和43.4%。

该工作针对压力延迟渗透膜蒸馏系通用于余热利用和纯水回收的过程提出了全新的能效评价方法，有助于PRMD系统运行过程中能量的合理利用，对未来PRMD技术的规模化发展具有重要指导意义。