采用雙極膜技術(shù)處理硝酸鈉廢水回收酸
硝酸鈉鹽,具有溶解性好、穩定性好的特性,易于在水體中富集。在水體中富集的硝酸鹽會(huì )破壞水體生態(tài)平衡,導致水體動(dòng)植物死亡,硝酸根進(jìn)入人體內,會(huì )被還原成亞硝酸根,具有致癌作用,以下為您介紹典型的硝酸鈉廢水處理方法之中的雙極膜處理技術(shù)。
一、技術(shù)介紹:
雙極膜,電驅動(dòng)膜的一種,主要作用是在電場(chǎng)力下提供H+離子和OH-離子,膜的一側為陰面,另一側為陽(yáng)面,陰面和陽(yáng)面的中間層為水層,在外加直流電場(chǎng)力的作用下,水層中的H2O分裂成H+離子和OH-離子,并分別通過(guò)陽(yáng)面和陰面向兩側主溶液遷移,所以雙極性膜的應用是在電場(chǎng)力作用下提供H+離子和OH-離子源。
應用領(lǐng)域:雙極膜過(guò)程對傳統工藝改造、葡萄糖酸的制備脫硫劑氨液的再生,醫藥中間體的合成,有機堿的合成,無(wú)機酸堿的制備,鹽湖提鋰。
電滲析,是一種以電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。電滲析過(guò)程在外加直流電場(chǎng)的驅動(dòng)下,陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極移動(dòng),利用離子交換膜的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)離子可以透過(guò)陽(yáng)離子交換膜,陰離子可以透過(guò)陰離子交換膜),從而實(shí)現溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。
應用領(lǐng)域:廢酸濃縮回收、濃縮、海水淡化、物料脫鹽。
二、工作原理:
雙極膜是一種新型的離子交換膜,由陰離子交換樹(shù)脂層(AL)、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 層(CL),和中間催化層組成。以氯化鈉為例,在直流電場(chǎng)作用下,陰陽(yáng)膜復合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜,在膜兩側分別得到氫離子和氫氧根離子,作為H+和OH-的離子源。利用雙極膜產(chǎn)生H+和OH-的特點(diǎn),將雙極膜與其它陰陽(yáng)離子交換膜組成雙極膜電滲析系統,在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉化為對應的酸和堿。
電滲析是在直流電場(chǎng)的作用下,利用陰陽(yáng)離子交換膜對溶液中離子的選擇透過(guò)性, 分離溶質(zhì)和水。當陰陽(yáng)離子分別遷移到相鄰隔室中,此室中的離子濃度越來(lái)越低,而 成為淡液,而相鄰隔室中的離子濃度越來(lái)越高,成了濃液。從而完成了溶質(zhì)的濃縮過(guò)程。
三、硝酸鈉 雙極膜制酸堿案例
1. 進(jìn)水水質(zhì)條件:a、TSS<0.1mg/L,需經(jīng)過(guò)絕對孔徑小于 50 納米膜過(guò)濾;b、鈣、鎂等多價(jià)陽(yáng)離子,總含量<1.0mg/L;c、進(jìn)水鹽濃度 1.5-3.0N,出水稀鹽水濃度 0.5-1.0N;d、COD<20mg/L,不能含有:磺酸類(lèi)、丙酮、四氫呋喃、脂等物質(zhì);e、污染指數(SDI)<0.5;f、有效余氯值<0.1mg/L 或 ORP<250mV;g、水溫:25-35℃ , 最佳運行溫度:30-35℃;h、二氧化硅含量<20mg/L。
2. 酸堿補水要求:a、滲透產(chǎn)水,電導率小于 20us/cm;b、ORP<250mV;
3. 極液要求:a、用電導率小于 20us/cm 的 RO 產(chǎn)水配制 3%左右的稀硫酸溶液或 4-6%的氫氧化鈉溶液;b、氟離子<1mg/L;
物料平衡圖:
原液經(jīng)預處理達到要求后進(jìn)入電滲析濃縮,濃水硝酸鈉做到 200g/L,淡水硝酸鈉 做到 10g/L,電滲析濃水進(jìn)雙極膜制酸堿,做到產(chǎn)堿和酸的濃度達 8%,稀鹽水濃度做到 3%,再返回電滲析濃縮到 20%,再返回雙極膜。
硝酸鈉廢水雙極膜制酸堿過(guò)程中,所使用的一整套主體設備價(jià)格約70萬(wàn)元,占地面積約8平方。雙極膜和電滲析系統裝機功率為 47KW,實(shí)際運行功率為 29KW;每噸原水能耗為145度電/噸原水;電費以0.8元/度計,則電耗成本為116 元/噸原水。
采用電驅動(dòng)膜法處理硝酸鈉廢水能耗相對較低,占地面積小,基本實(shí)現自動(dòng)化運行操作簡(jiǎn)單。出水水質(zhì)穩定,在脫鹽與鹽制酸堿過(guò)程中無(wú)相的變化,目前該方法已成為硝酸鈉廢水處理的主流工藝。
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