電滲析技術在廢水處理中的應用
水是人類賴以生存不可或缺的資源, 也是自然 生態環境保持良好的重要條件。21世紀對于水資 源的需求管理, 不能僅考慮滿足人類的用水, 也必須 考慮生態環境的永續 。
1. 電滲析技術處理蘋果酸廢水的研究
隨著我國蘋果栽種面積的不斷擴大和蘋果產量 的快速增長, 我國的蘋果加工業得到了蓬勃發展。 脫色脫酸果汁是近年來興起的蘋果汁加工新品種, 它是將經前處理、澄清、超濾后的清汁經脫色樹脂吸 附、脫酸樹脂深度脫色、脫酸處理, 濃縮后得到的無 色透明、質地純凈的純天然果糖產品, 在歐美、國內 等市場成為消費的熱點, 具有良好的市場前景。在 目前的生產工藝中, 脫色脫酸樹脂的NaOH 再生廢 液與前處理樹脂的酸洗廢液中和后直接排放, 這樣 不僅對環境造成了嚴重的污染, 制約了我國蘋果汁 加工行業進入良性的可持續發展軌道, 而且浪費了 N aOH 再生廢液中大量天然的L- 蘋果酸。同時, 由 于原料等條件的限制, 我國現有的蘋果濃縮汁多為 低酸果汁, 而國際市場上濃縮蘋果汁的價格與酸度 成正比, 酸度每升高1 , 每噸濃縮蘋果汁的價格即 可提高100 ~ 150 美元。如果能將NaOH 再生廢液 中的天然L- 蘋果酸脫鹽回收, 達到蘋果濃縮汁的 質量標準, 就可以將其直接回兌到蘋果濃縮汁中, 提 高產品的酸度, 帶來巨大的經濟效益。葉微微等采 用國產離子交換膜研究了采用電滲析法脫鹽回收廢 液中的蘋果酸, 及其對蘋果酸廢液脫鹽的工藝條件。 將廢液pH 調至4. 0, 工作電流11A 下循環脫鹽2h, 脫鹽率達99% 以上, 含N a+ 11821mg / L的廢液脫 鹽至含N a+ 42. 88mg / L, 其中L - 蘋果酸損失 18.94%, 基本達到分離要求, 表明了電滲析對蘋果 酸廢液的脫鹽是切實可行的。
2. 電滲析技術處理硝酸銨冷凝廢水的研究
硝酸銨是基本的化學化工原料和農用氮肥, 廣 泛應用于農業、國防、化工、醫藥、紡織、輕工等領域。 由于歷史的原因, 我國傳統的硝酸銨生產裝置大多 技術裝備陳舊, 工藝落后, 環保水平偏低, 在生產過 程中產生大量的含氮工業廢水。特別是由于硝酸銨 生產工藝決定由稀硝酸帶入的水分在中和、蒸發及 結晶過程中以二次蒸汽的形式排出, 形成的工藝冷 凝液中含有硝酸銨和氨, 成為硝酸銨生產的主要污 水源。這些冷凝液若直接排放, 會使排放水中氨氮 含量嚴重超標, 造成地表水體的富營養化, 破壞水環 境的生態平衡。如直接送回硝酸吸收塔回用又不利 于生產安全, 并且還不能全部回收利用。由于缺乏 有效的治理措施, 一些廠家采用兌水稀釋的辦法以 實現達標排放, 耗費大量的水資源。目前, 新修訂的 地方和行業污水排放標準都相繼提高了氨、氮標準, 并對污染物的排放限值、水污染物基準排水量和排 放濃度都做了相應規定, 硝酸銨冷凝液的治理及回 收利用成為硝酸銨生產企業面臨的亟待解決的難 題。川化股份有限公司采用24臺具有特殊專用膜 的電滲析單元所組成電滲析裝置, 冷凝廢水的最大 處理量為36 t /h, 硝酸銨冷凝廢水經電滲析裝置循 環濃縮、淡化處理后, 濃水中硝酸銨體積百分比含量 為20% , 回收率達96% 以上, 合格淡水排放水中氨 氮質量分數含量! 40mg /L。冷凝廢水中氨、硝酸、 硝酸銨每年削減或回收的排放量分別為113. 54t、 362. 23t、88. 34,t 氨氮排放總量從每年的71. 208t減 少到10. 162,t 減少量為61. 046 ,t 削減85. 173%, 不 僅達到了減少硝酸銨廢水排放量、消除污染的目的, 而且還提高了資源綜合利用率, 降低了生產成本, 取 得了顯著的環保效益和經濟效益。
3. 電滲析技術處理氨氮廢水的研究
隨著我國社會經濟的高速發展, 各種污染物的 排放量急劇增加, 對環境尤其是水體造成了嚴重污 染, 資料表明, 氨氮、磷等是地表水的主要污染物。 氨氮廢水的超標排放是水體富營養化的主要原因之 一。目前在工業上應用的脫氨方法主要有生物脫氮 法、吹脫法、折點加氯法、離子交換法等 。生物脫 氮法適用于處理含有機物的低氨氮濃度廢水, 該法 技術可靠, 處理效果好, 主要應用于含氨化工廢水和 生活污水的處理。折點加氯法和離子交換法適用于 不含有機物的低濃度氨氮的廢水處理。對于高濃度 無機氨氮廢水, 如氮肥廠廢水等, 目前工業應用較多 采用吹脫法, 但脫氨率僅為70% , 無法達到國家排 放標準, 且投資大, 二次污染嚴重 。
唐艷等采用電滲析法處理氨氮廢水, 對工藝條 件進行了優化研究, 在實驗室條件下得到工藝參數。 電滲析電壓為55V, 進水流量為24L /h, 氨氮廢水進 水電導率為2920 s/ cm, 氨氮濃度為534. 59mg /L。 出水室濃水和淡水各占19%和81%, 濃水和淡水的 電導率分別為14000 s/cm和11. 8 s/cm, 氨氮含量 分別為2700mg /L 和13mg /L。該電滲析裝置處理 后的氨氮廢水達到排放標準, 可以滿足回用要求。
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