廢水處理零排放技術(shù)之電滲析
在外加直流電場作用下,利用離子交換膜的透過性(即陽膜只允許陽離子透過,陰膜只允許陰離子透過),使水中的陰、陽離子作定向遷移,從而達(dá)到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過程。
原理是:在陰極與陽極之間,放置著若干交替排列的陽膜與陰膜,讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室,在兩端電極接通直通電源后,水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移,由于陽膜、陰膜的選擇透過性,就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。
與此同時(shí),在兩電極上也發(fā)生著氧化還原反應(yīng),即電極反應(yīng),其結(jié)果是使陰極室因溶液呈堿性而結(jié)垢,陽極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此,在電滲析過程中,電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應(yīng)。
1.1電滲析器的構(gòu)造
電滲析器由膜堆、極區(qū)和壓緊裝置三部分構(gòu)成。
(1)膜塊:是由相當(dāng)數(shù)量膜對組裝而成。
膜對:是由一張陽離子交換膜,一張隔板甲(或乙);一張陰膜,一張隔板乙(或甲)組成。
離子交換膜:是電滲析器關(guān)鍵部件,其性能影響電滲析器的離子遷移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分類:按膜結(jié)構(gòu)分為:異相膜、均相膜和半均相膜;按膜上活性基團(tuán)不同分為:陽膜、陰膜和特種膜;按膜材料不同分為:有機(jī)膜和無機(jī)膜。
隔板:分濃、淡水隔板,交替放陰陽膜之間,使陰膜和陽膜之間保持一定間隔,隔板平面水流,垂直隔板平面電流。隔板厚離0.9毫米。
(2)極區(qū)包括電極、極框和導(dǎo)水板。
電極:為連接電源所用。
極框:放置電極和膜之間,膜帖到電極上去,起支撐作用。
(3)壓緊裝置:是用來壓緊電滲析器,使膜堆、電極等部件形成一個(gè)整體,不致漏水。
1.2、組裝方式
電滲析器組裝是用“級”和“段”來表示,一對電極之間膜堆稱為“一級”。水流同向每一個(gè)膜稱為“一段”。增加段數(shù)就等于增加脫鹽流程,也就是提高脫鹽效率,增加膜對數(shù),可提高水處理量。
電滲析器組裝方式可淡水產(chǎn)量和出水水質(zhì)不同要求而調(diào)整,一般有以下幾種組裝形式:一級一段;一級多段;多段一段;多級多段。
2應(yīng)用案例
2.1電滲析在反滲透濃水回用中的應(yīng)用
隨著膜技術(shù)的快速發(fā)展,反滲透得到越來越廣泛的應(yīng)用,但是反滲透制純水生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的濃水,如果濃水得不到妥善處理而直接排放,必然會造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。我公司采用電滲析工藝對反滲透濃水進(jìn)行回收再利用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本系統(tǒng)工藝主要采用原反滲透濃水進(jìn)入倒極電驅(qū)動膜分離器系統(tǒng)+二級反滲透+EDI系統(tǒng)?;赜盟档诫妼?dǎo)率1000μS/cm后,進(jìn)入反滲透系統(tǒng),達(dá)到電導(dǎo)率5μS/cm以內(nèi),反滲透產(chǎn)出淡水進(jìn)入EDI系統(tǒng),反滲透產(chǎn)出濃水進(jìn)入倒極電滲析系統(tǒng)。電滲析產(chǎn)出的濃水進(jìn)入濃縮水箱。EDI產(chǎn)出濃水進(jìn)入二級反滲透系統(tǒng),EDI產(chǎn)出淡水達(dá)到15MΩ,進(jìn)入產(chǎn)水罐。采用本工藝,既為企業(yè)解決了電廠鍋爐補(bǔ)給用水,又可使企業(yè)廢水達(dá)到零排放。
2.2電滲析技術(shù)在高鹽高COD污水中的應(yīng)用
在醫(yī)藥中間體及化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)出大量含有機(jī)物的高鹽污水,該污水由于含鹽量太高,很難進(jìn)行生化處理達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。
使用電滲析可以使鹽分下降至可生化標(biāo)準(zhǔn),淡水進(jìn)入生化。電滲析產(chǎn)出的含鹽污水經(jīng)過電滲析濃縮至12%-15%以上,進(jìn)入蒸發(fā)或MVR系統(tǒng),最終達(dá)到零排放的目的,既為企業(yè)解決了高鹽廢水排放難題,又可以使水資源得到回收利用,節(jié)約了資源,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。