電去離子edi過程及其用于水中cu39;2離子的脫除與濃縮的研究

1、天津大學博士學位論文電去離子（EDI）過程及其用于水中Cu離子的脫除與濃縮的研究姓名：管山申請學位級別：博士專業(yè)：化學工程指導教師：王世昌20040701ABS T RACTE l e c t r o d e i o n i z a t i o n ( E D I ) i s a n o v e l s e p a r a t i o n p r o c e s s c o m b i n i n g i o n e x

2、 c h a n g er e s i n s a n d i o n e x c h a n g e m e m b r a n e s i n a s t a c k e d u n i t w h i c h i s c a p a b l e o f c o n t i n u o u sd e i o n i z a t i o n u n d e r t h e i n f l u e n c

3、 e o f a DC e l e c t r i c f i e l d . E l e c t r o d e i o n i z a t i o n i sc o n s i s t e n t w i t h a m o d e l o f a c o n t i n u o u s r e g e n e r a t e d m i x e d r e s i n b e d a n d

4、i sw e l l - s u i t e d f o r d e e p d e i o n i z a t i o n o f d i l u t e s o l u t i o n s w i t h o u t c h e m i c a l r e g e n e r a t i o n s .I n r e c e n t y e a r s , E D I h a s b e e n w i

5、 d e l y a c c e p t e d a s a c o m p e t i t i v e t e c h n o l o g y t o p r o d u c eh i g h p u r i t y w a t e r . I n t h i s p a p e r , p e r f o r m a n c e s o f t h e E D I p r o c e s s f

6、o r t h e r e m o v a l a n dc o n c e n t r a t i o n o f C u 2 + i o n s f r o m d i l u t e C U S 0 4 s o l u t i o n s w e r e i n v e s t i g a t e d . T h ep u r p o s e o f t h e s t u d y i s t

7、o e v a l u a t e t h e v i a b i l i t y o f t h e r e c o v e r y o f b o t h h i g h p u r i t yw a t e r a n d h e a v y m e t a l s f r o m d i l u t e h e a v y - m e t a l - i o n c o n t a i n i

8、n g w a s t e w a t e r s b y t h eE D I p r o c e s s .A l a b o r a t o r y t w o - s t a g e E D I u n i t w i t h s i x c e l l p a i r s w a s b u i l t f o r s t u d i e s o n t h et r e a t m e n

9、 t o f d i l u t e h e a v y - m e t a l - i o n c o n t a i n i n g w a s t e w a t e r s i n t h i s w o r k . E a c h i o n e x c h a n g e m e m b r a n e h a d a n e f e c t i v e a r e a o f 1 3 5

10、c m 2 . T h e E D I p r o c e s s w a s o p e r a t e di n a f l o w m o d e w i t h p a r t i a l c o n c e n t r a t e r e c i r c u l a t i o n . E f e c t s o f s t a c k v o l t a g e , d i l u t e f

11、 l o w r a t e , r e c i r c u l a t i o n r a t i o , C u 2 + c o n c e n t r a t i o n a n d p H o f t h e f e e d s o l u t i o n o n t h ep e r f o r m a n c e o f t h e E D I p r o c e s s w e r e

12、i n v e s t i g a t e d . U n d e r c e r t a i n c o n d i t i o n s , f o r a f e e d s o l u t i o n w i t h C u 2 + c o n c e n t r a t i o n o f 5 0 m g / L , E D I w a s a b l e t o p r o d u c e a

13、 p u r ew a t e r p r o d u c t c o n t a i n i n g n o n - d e t e c t a b l e c o n c e n t r a t i o n s o f C u 2 + . D i l u t e r e s i s t i v i t y o f t h e E D I p r o c e s s w a s i n t h e r

14、a n g e o f 2 . 2 - 5 . 6 M 0 . c m . C u 2 + r e m o v a l w a s g r e a t e r t h a n 9 9 . 9 9 % ; a c o n c e n t r a t e s t r e a m w i t h C u 2 + c o n c e n t r a t i o n s i n t h e r a n g e

15、 o f 8 0 0 - 1 2 0 0 m g / Lw a s a l s o a c h i e v e d . T h e t e s t r e s u l t s s u g g e s t t h a t E D I i s c a p a b l e o f d e e p d e i o n i z a t i o na n d c o n c e n t r a t i o n o

16、 f d i l u t e C U S 0 4 s o l u t i o n s w i t h o u t c h e m i c a l r e g e n e r a t i o n s a n d i s ap o t e n t i a l l y v i a b l e t e c h n o l o g y f o r t h e r e c o v e r y o f h e a v

17、y - m e t a l - i o n c o n t a i n i n gwa s t e wa t e r s .E f e c t s o f d i f e r e n t c e l l c o n f i g u r a t i o n s a n d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s o n t h ep e r f o r m a n c e o f

18、 t h e E D I p r o c e s s f o r d i l u t e C U S 0 4 s o l u t i o n t r e a t m e n t w e r e i n v e s t i g a t e d .I t w a s f o u n d t h a t t h e t y p e o f t h e r e s i n , t h e c o m p o

19、 s i t i o n o f t h e m i x e d r e s i n b e d a n d t h es t a c k v o l t a g e a r e c r u c i a l t o t h e o p e r a t i o n o f t h e p r o c e s s . G e l t y p e r e s i n b e c o m e b l a

20、 c ka n d i n e f e c t i v e i n t h e e l e c t r o r e g e n e r a t i o n r e g i m e . A h i g h r a t i o o f a n i o n e x c h a n g e r e s i no v e r c a t i o n e x c h a n g e r e s i n l e a d