電滲析技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
水是人類賴以生存不可或缺的資源, 也是自然 生態(tài)環(huán)境保持良好的重要條件。21世紀(jì)對(duì)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(tài)環(huán)境的永續(xù) 。
1. 電滲析技術(shù)處理蘋果酸廢水的研究
隨著我國(guó)蘋果栽種面積的不斷擴(kuò)大和蘋果產(chǎn)量 的快速增長(zhǎng), 我國(guó)的蘋果加工業(yè)得到了蓬勃發(fā)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(jīng)前處理、澄清、超濾后的清汁經(jīng)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(zhì)地純凈的純天然果糖產(chǎn)品, 在歐美、國(guó)內(nèi) 等市場(chǎng)成為消費(fèi)的熱點(diǎn), 具有良好的市場(chǎng)前景。在 目前的生產(chǎn)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(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染, 制約了我國(guó)蘋果汁 加工行業(yè)進(jìn)入良性的可持續(xù)發(fā)展軌道, 而且浪費(fèi)了 N aOH 再生廢液中大量天然的L- 蘋果酸。同時(shí), 由 于原料等條件的限制, 我國(guó)現(xiàn)有的蘋果濃縮汁多為 低酸果汁, 而國(guó)際市場(chǎng)上濃縮蘋果汁的價(jià)格與酸度 成正比, 酸度每升高1 , 每噸濃縮蘋果汁的價(jià)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(dá)到蘋果濃縮汁的 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 就可以將其直接回兌到蘋果濃縮汁中, 提 高產(chǎn)品的酸度, 帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。葉微微等采 用國(guó)產(chǎn)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(duì)蘋果酸廢液脫鹽的工藝條件。 將廢液pH 調(diào)至4. 0, 工作電流11A 下循環(huán)脫鹽2h, 脫鹽率達(dá)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(dá)到分離要求, 表明了電滲析對(duì)蘋果 酸廢液的脫鹽是切實(shí)可行的。
2. 電滲析技術(shù)處理硝酸銨冷凝廢水的研究
硝酸銨是基本的化學(xué)化工原料和農(nóng)用氮肥, 廣 泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、國(guó)防、化工、醫(yī)藥、紡織、輕工等領(lǐng)域。 由于歷史的原因, 我國(guó)傳統(tǒng)的硝酸銨生產(chǎn)裝置大多 技術(shù)裝備陳舊, 工藝落后, 環(huán)保水平偏低, 在生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生大量的含氮工業(yè)廢水。特別是由于硝酸銨 生產(chǎn)工藝決定由稀硝酸帶入的水分在中和、蒸發(fā)及 結(jié)晶過程中以二次蒸汽的形式排出, 形成的工藝?yán)?凝液中含有硝酸銨和氨, 成為硝酸銨生產(chǎn)的主要污 水源。這些冷凝液若直接排放, 會(huì)使排放水中氨氮 含量嚴(yán)重超標(biāo), 造成地表水體的富營(yíng)養(yǎng)化, 破壞水環(huán) 境的生態(tài)平衡。如直接送回硝酸吸收塔回用又不利 于生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放, 耗費(fèi)大量的水資源。目前, 新修訂的 地方和行業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)都相繼提高了氨、氮標(biāo)準(zhǔn), 并對(duì)污染物的排放限值、水污染物基準(zhǔn)排水量和排 放濃度都做了相應(yīng)規(guī)定, 硝酸銨冷凝液的治理及回 收利用成為硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)面臨的亟待解決的難 題。川化股份有限公司采用24臺(tái)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(jīng)電滲析裝置循 環(huán)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(dá)96% 以上, 合格淡水排放水中氨 氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dá)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(chǎn)成本, 取 得了顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。
3. 電滲析技術(shù)處理氨氮廢水的研究
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展, 各種污染物的 排放量急劇增加, 對(duì)環(huán)境尤其是水體造成了嚴(yán)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(biāo)排放是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之 一。目前在工業(yè)上應(yīng)用的脫氨方法主要有生物脫氮 法、吹脫法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法等 。生物脫 氮法適用于處理含有機(jī)物的低氨氮濃度廢水, 該法 技術(shù)可靠, 處理效果好, 主要應(yīng)用于含氨化工廢水和 生活污水的處理。折點(diǎn)加氯法和離子交換法適用于 不含有機(jī)物的低濃度氨氮的廢水處理。對(duì)于高濃度 無機(jī)氨氮廢水, 如氮肥廠廢水等, 目前工業(yè)應(yīng)用較多 采用吹脫法, 但脫氨率僅為70% , 無法達(dá)到國(guó)家排 放標(biāo)準(zhǔn), 且投資大, 二次污染嚴(yán)重 。
唐艷等采用電滲析法處理氨氮廢水, 對(duì)工藝條 件進(jìn)行了優(yōu)化研究, 在實(shí)驗(yàn)室條件下得到工藝參數(shù)。 電滲析電壓為55V, 進(jìn)水流量為24L /h, 氨氮廢水進(jìn) 水電導(dǎo)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(dǎo)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn), 可以滿足回用要求。
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