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石墨廢水雙極膜電滲析制酸、堿技術(shù)

石墨廢水雙極膜電滲析制酸、堿技術(shù)

2023-08-10 16:59:52 6

1、基本信息

1.1 物料信息

石墨化學(xué)提純工藝產(chǎn)生的廢水,經(jīng)預(yù)處理后氯化鈉的含量為4%左右、硝酸鹽1870mg/L,含有20ppm的氟離子。

1.2 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

通過均相膜電滲析對廢水進(jìn)行濃縮至140g/L,淡水小于10g/L;濃水進(jìn)雙極膜電滲析得到兩個(gè)當(dāng)量的酸、堿。

2、試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)原理

試驗(yàn)采用均相膜電滲析處理水洗液,在電場作用下,水中的Na+透過陽離子交換膜,Cl-透過陰離子交換膜,從淡水室遷移到濃水室,實(shí)現(xiàn)對鹽溶液的濃縮詳見圖1。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

3隔室雙極膜電滲析(圖2)原理在于,當(dāng)雙極膜兩端施加反向電壓時(shí),陰陽離子交換層中的離子將分別通過陰、陽層向主體溶液遷移。于是BP中間界面層出現(xiàn)了強(qiáng)電場的狹窄區(qū)域,此時(shí),水分子快速解離生成H+OH-遷移到主體溶液之中,消耗的水分子通過擴(kuò)散作用由膜外溶液向中間界面層補(bǔ)充。遷移到主體溶液中的H+OH-分別與穿過陰、陽離子交換膜的Cl-Na+結(jié)合,在酸、堿室生成HClNaOH

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

試驗(yàn)過程中通過電導(dǎo)率確定鹽濃度,并以能耗、處理量等參數(shù)進(jìn)行分析。

2.2 試驗(yàn)方案

均相膜電滲析對廢水進(jìn)行脫鹽濃縮至140g/L后濃水進(jìn)入雙極膜電滲析制酸堿,淡水經(jīng)反滲透濃縮后回到原物料,產(chǎn)水回用;雙極膜電滲析鹽水濃度降至50g/L左右時(shí)回到原物料,堿液蒸發(fā)得片堿,酸液濃縮后繼續(xù)用于浸泡石墨。

2.3 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備如表1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

2.4 檢測方法

具體檢測方法如表2所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

3、結(jié)果與討論

物料預(yù)處理的檢測結(jié)果如表3所示,試驗(yàn)前由于樹脂未活化故濃縮后對物料進(jìn)行除硬。濃鹽水過濾后未檢測到CaMg的存在。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

濃縮及雙極膜試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?/span>4所示。試驗(yàn)共處理5L廢水,濃縮終點(diǎn)濃水電導(dǎo)率為162.2mS/cm,TDS140.7g/L;淡水電導(dǎo)率9.8mS/cmTDS7.6g/L。雙極膜試驗(yàn)產(chǎn)堿濃度為1.97mol/L、酸濃度為2.08mol/L。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

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4、結(jié)語

本次試驗(yàn)主要考察均相膜電滲析濃縮該股石墨廢水并用雙極膜制酸堿。試驗(yàn)結(jié)果顯示,均相膜電滲析工藝可行,試驗(yàn)過程中沒有發(fā)生膜污染的情況。經(jīng)濃縮后的鹽溶液中的金屬離子可經(jīng)螯合樹脂完全去除。

濃縮試驗(yàn)中1AC50-120設(shè)備每小時(shí)能夠處理1.65t1.64m3)物料,處理物料能耗為14.3kWh/t,若以膜堆凈電壓記,單位處理能耗為6.2kWh/t;過濾后的廢水TDS46.5g/L,濃水140.7g/L、淡水7.6g/L。

雙極膜試驗(yàn)中產(chǎn)堿濃度為1.97mol/L、酸濃度為2.08mol/L。處理濃鹽水能耗為183.96kWh/t,若以膜堆凈電壓記,單位處理能耗為121.08kWh/t;其中堿凈能耗為2186kWh/t(不含水泵)。

因此,均相膜電滲析結(jié)合雙極膜用于石墨工業(yè)的廢液處理,對廢水進(jìn)行預(yù)濃縮并資源利用,比傳統(tǒng)的蒸發(fā)系統(tǒng)資源化效果顯著,而且產(chǎn)生鹽酸和氫氧化鈉,減輕了環(huán)境污染,既實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn),保護(hù)了環(huán)境,又產(chǎn)生了可觀的收益,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙提高,解決了石墨工業(yè)的制約,促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)資源化發(fā)展。(來源:浙江沐源環(huán)境工程有限公司)

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