雙極膜電滲析法處理典型化工廢水研究.pdf

1、目前很多的化工生產(chǎn)過程中都會(huì)用到中和工藝,由此產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水,如溴化丁基橡膠廢水和廢堿液等,如果不能回收廢水中的有用資源而直接排放,這些廢水不僅造成二次污染而且還會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。因此從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本的角度,化工廢水的處理都亟須與綠色的、環(huán)保的化工技術(shù)耦合,實(shí)現(xiàn)無二次污染又能使資源再循環(huán)利用的污染治理新工藝。
　　 雙極膜電滲析技術(shù)有一顯著的特點(diǎn):在直流電場中,雙極膜中間層能發(fā)生水解離,產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子。因此雙極膜

2、電滲析技術(shù)用于處理化工廢水,可以使廢水中的鹽轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的酸和堿,回收的酸和堿又可以用于化工生產(chǎn)過程的中和工藝,同時(shí)處理后的廢水又可以達(dá)標(biāo)排放。本論文采用雙極膜電滲析技術(shù)處理了兩種典型的化工廢水:如溴化丁基橡膠廢水和廢堿液。得出的主要結(jié)論如下:
　　 (1)對(duì)雙極膜電滲析處理模擬的溴化丁基橡膠廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明,溴化鈉濃度為11000-16000mg/L,酸和堿的初始濃度為0.l0mol/L,電流密度為30_50mA/c

3、m2,可得到較高的電流效率和較低的能耗;而且在高電流密度條件下操作,能耗和電流效率都比較高。在最優(yōu)工藝條件下處理含溴化鈉濃度為16000mg/L的模擬廢水時(shí),可將溴化鈉濃度降至133.9mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn),因此采用該工藝處理溴化丁基橡膠廢水是可行的。
　　 (2)在處理模擬溴化丁基橡膠廢水時(shí),在電流效率、脫鹽率等方面均比普通電滲析的高;膜堆電壓降和能耗等方面均比普通電滲析的低,雙極膜電滲析的過程成本約為0.82

4、$/kgNaBr,普通電滲析的過程成本約為1.01＄/kgNaBr,而且雙極膜電滲析在脫除鹽的同時(shí)能回收酸和堿,這將會(huì)使整個(gè)成本更低,因此雙極膜電滲析在處理溴化丁基橡膠廢水方面,是一種有發(fā)展前景的經(jīng)濟(jì)環(huán)保型技術(shù)。
　　 (3)雙極膜電滲析技術(shù)從廢堿液中再生回收氫氧化鈉是可行的,當(dāng)電解質(zhì)濃度為0.20～0.30mol/L,堿的初始濃度為0.10～0.25mol/l可獲得低能耗和高電流效率。此外,要想獲得高的電流效率和相對(duì)低的能耗,

5、電流密度選擇在30-60mA/cm2的范圍。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的設(shè)備上運(yùn)行2h后,從廢堿液中再生回收的氫氧化鈉濃度達(dá)到O.11mol/L,過程成本大約為0.97＄/kgNaOH,而且廢堿液中的少量油對(duì)NaOH再生幾乎沒有任何影響。
　　 (4)從廢堿液中再生回收堿時(shí),初始?jí)A濃度為0.10～0.30mol/L時(shí),雙極膜電滲析的產(chǎn)堿量、電流效率均比電解電滲析的高,電解電滲析的能耗稍低。電流密度在30_50mA/cm2的范

6、圍時(shí),電流效率、回收的堿量等均比電解電滲析的高,能耗低于電解電滲析;在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的基礎(chǔ)上,雙極膜電滲析與電解電滲析再生回收堿的過程成本分別為0.97$/kgNaOH、0.86＄/kgNaOH,電解電滲析的成本低,但使用重復(fù)單元擴(kuò)大規(guī)模處理時(shí),電解電滲析的每個(gè)重復(fù)單元都要使用一對(duì)電極,這樣就會(huì)增加處理成本,而雙極膜電滲析使用重復(fù)單元時(shí)只需一對(duì)電極。因此隨著雙極膜成本的降低,環(huán)保力度的加強(qiáng),雙極膜電滲析技術(shù)是一種很有發(fā)展前景的再生回收廢堿液