电渗析技术在废水处理中的应用
水是人类赖以生存不可或缺的资源, 也是自然 生态环境保持良好的重要条件。21世纪对于水资 源的需求管理, 不能仅考虑满足人类的用水, 也必须 考虑生态环境的永续 。
1. 电渗析技术处理苹果酸废水的研究
随着我国苹果栽种面积的不断扩大和苹果产量 的快速增长, 我国的苹果加工业得到了蓬勃发展。 脱色脱酸果汁是近年来兴起的苹果汁加工新品种, 它是将经前处理、澄清、超滤后的清汁经脱色树脂吸 附、脱酸树脂深度脱色、脱酸处理, 浓缩后得到的无 色透明、质地纯净的纯天然果糖产品, 在欧美、国内 等市场成为消费的热点, 具有良好的市场前景。在 目前的生产工艺中, 脱色脱酸树脂的NaOH 再生废 液与前处理树脂的酸洗废液中和后直接排放, 这样 不仅对环境造成了严重的污染, 制约了我国苹果汁 加工行业进入良性的可持续发展轨道, 而且浪费了 N aOH 再生废液中大量天然的L- 苹果酸。同时, 由 于原料等条件的限制, 我国现有的苹果浓缩汁多为 低酸果汁, 而国际市场上浓缩苹果汁的价格与酸度 成正比, 酸度每升高1 , 每吨浓缩苹果汁的价格即 可提高100 ~ 150 美元。如果能将NaOH 再生废液 中的天然L- 苹果酸脱盐回收, 达到苹果浓缩汁的 质量标准, 就可以将其直接回兑到苹果浓缩汁中, 提 高产品的酸度, 带来巨大的经济效益。叶微微等采 用国产离子交换膜研究了采用电渗析法脱盐回收废 液中的苹果酸, 及其对苹果酸废液脱盐的工艺条件。 将废液pH 调至4. 0, 工作电流11A 下循环脱盐2h, 脱盐率达99% 以上, 含N a+ 11821mg / L的废液脱 盐至含N a+ 42. 88mg / L, 其中L - 苹果酸损失 18.94%, 基本达到分离要求, 表明了电渗析对苹果 酸废液的脱盐是切实可行的。
2. 电渗析技术处理硝酸铵冷凝废水的研究
硝酸铵是基本的化学化工原料和农用氮肥, 广 泛应用于农业、国防、化工、医药、纺织、轻工等领域。 由于历史的原因, 我国传统的硝酸铵生产装置大多 技术装备陈旧, 工艺落后, 环保水平偏低, 在生产过 程中产生大量的含氮工业废水。特别是由于硝酸铵 生产工艺决定由稀硝酸带入的水分在中和、蒸发及 结晶过程中以二次蒸汽的形式排出, 形成的工艺冷 凝液中含有硝酸铵和氨, 成为硝酸铵生产的主要污 水源。这些冷凝液若直接排放, 会使排放水中氨氮 含量严重超标, 造成地表水体的富营养化, 破坏水环 境的生态平衡。如直接送回硝酸吸收塔回用又不利 于生产安全, 并且还不能全部回收利用。由于缺乏 有效的治理措施, 一些厂家采用兑水稀释的办法以 实现达标排放, 耗费大量的水资源。目前, 新修订的 地方和行业污水排放标准都相继提高了氨、氮标准, 并对污染物的排放限值、水污染物基准排水量和排 放浓度都做了相应规定, 硝酸铵冷凝液的治理及回 收利用成为硝酸铵生产企业面临的亟待解决的难 题。川化股份有限公司采用24台具有特殊专用膜 的电渗析单元所组成电渗析装置, 冷凝废水的最大 处理量为36 t /h, 硝酸铵冷凝废水经电渗析装置循 环浓缩、淡化处理后, 浓水中硝酸铵体积百分比含量 为20% , 回收率达96% 以上, 合格淡水排放水中氨 氮质量分数含量! 40mg /L。冷凝废水中氨、硝酸、 硝酸铵每年削减或回收的排放量分别为113. 54t、 362. 23t、88. 34,t 氨氮排放总量从每年的71. 208t减 少到10. 162,t 减少量为61. 046 ,t 削减85. 173%, 不 仅达到了减少硝酸铵废水排放量、消除污染的目的, 而且还提高了资源综合利用率, 降低了生产成本, 取 得了显著的环保效益和经济效益。
3. 电渗析技术处理氨氮废水的研究
随着我国社会经济的高速发展, 各种污染物的 排放量急剧增加, 对环境尤其是水体造成了严重污 染, 资料表明, 氨氮、磷等是地表水的主要污染物。 氨氮废水的超标排放是水体富营养化的主要原因之 一。目前在工业上应用的脱氨方法主要有生物脱氮 法、吹脱法、折点加氯法、离子交换法等 。生物脱 氮法适用于处理含有机物的低氨氮浓度废水, 该法 技术可靠, 处理效果好, 主要应用于含氨化工废水和 生活污水的处理。折点加氯法和离子交换法适用于 不含有机物的低浓度氨氮的废水处理。对于高浓度 无机氨氮废水, 如氮肥厂废水等, 目前工业应用较多 采用吹脱法, 但脱氨率仅为70% , 无法达到国家排 放标准, 且投资大, 二次污染严重 。
唐艳等采用电渗析法处理氨氮废水, 对工艺条 件进行了优化研究, 在实验室条件下得到工艺参数。 电渗析电压为55V, 进水流量为24L /h, 氨氮废水进 水电导率为2920 s/ cm, 氨氮浓度为534. 59mg /L。 出水室浓水和淡水各占19%和81%, 浓水和淡水的 电导率分别为14000 s/cm和11. 8 s/cm, 氨氮含量 分别为2700mg /L 和13mg /L。该电渗析装置处理 后的氨氮废水达到排放标准, 可以满足回用要求。
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