EDI用于處理含有機酸廢水的研究.pdf

1、有機酸是一種重要的有機化工原料,廣泛應用于制革、醫(yī)藥、農(nóng)藥、橡膠、冶金、紡織印染、農(nóng)業(yè)、造紙、食品和化學工業(yè)等行業(yè)。在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生大量的含有機酸廢水,需要處理后排放。處理含有機酸廢水的方法主要分為將有機酸分解和回收廢水中的有機酸兩大類。對于較高濃度廢水,常采用萃取、堿中和,蒸發(fā)濃縮方法回收,對于低濃度廢水則多采用生化等方法處理,其原因是采用萃取、堿中和,蒸發(fā)濃縮方法回收成本高。
　　電去離子(EDI)技術(shù)結(jié)合了離子交

2、換樹脂和離子交換膜,在直流電場作用下能同時實現(xiàn)連續(xù)去除離子以及樹脂連續(xù)再生的一種分離技術(shù)。本論文采用自主設計的一級一段以及一級兩段EDI膜堆裝置,以一定濃度有機酸溶液為原料,研究EDI過程回收、濃縮廢水中的有機酸,目的是使原水中的有機酸濃度降低,同時使?jié)饪s室有機酸溶液濃度不斷增加,達到一定濃度后可采用精餾、萃取等常規(guī)方法經(jīng)濟回收。從現(xiàn)實意義講,本研究為處理含有機酸廢水提供了一種新的綠色工藝,可實現(xiàn)對有機酸廢水的處理以及回收有機酸,從環(huán)境

3、和資源再利用角度考慮,具有重要的現(xiàn)實意義。
　　首先,采用自主設計的一級兩段EDI膜堆,分別考察了電流密度、膜堆電壓、酸初始濃度和樹脂填充策略等條件對EDI過程電流效率、膜堆能耗和酸回收率等過程指標的影響。實驗結(jié)果表明,膜堆在電流密度高達11.73mA/cm2條件下,實驗過程電流效率較高,回收率高達84.68％,淡水甲酸濃度由2.09%降低到0.28%。膜堆電壓的大小對EDI過程性能影響也比較大,綜合分析,選擇12.5V作為該實驗

4、條件下的最適宜的操作電壓。初始溶液濃度高,獲得的電流效率比較高,能耗比較低,但回收率卻很低。濃度為1.0%的回收率最高,分離濃縮效果比較理想,但是全過程能耗比較高。淡水室采用填充100%陰樹脂的填充策略膜堆平均電流效率最高,能耗低,且回收率高以及淡水出水水質(zhì)良好。
　　其次,采用自主設計的一級一段EDI膜堆,對EDI膜堆的材料以及運行過程的操作條件進行了改善,通過考察“I-U”特征曲線,酸遷移率等性能指標,得出EDI膜堆運行的最佳

5、優(yōu)化條件。實驗結(jié)果表明,采用凝膠型樹脂和非均相膜的膜堆,以及濃淡水采用并流的方式,其過程電阻較小,獲得的電流較高,且甲酸遷移率高,淡水出水水質(zhì)良好。再次證明了淡水室采用填充100%陰樹脂的填充充策略,可使EDI膜堆獲得最佳的性能。對甲酸初始濃度為1.00%時,可獲得較高的電流,能耗也比較小,但是甲酸的遷移率比較低;對甲酸濃度為0.20%時,獲得的電流雖然小,但全過程耗電量最小,甲酸的遷移率也最大。濃水甲酸初始濃度對EDI過程也有一定影響

6、,太高的濃水濃度,其實驗過程不穩(wěn)定,出水水質(zhì)也受到影響,太小的濃水濃度,其獲得的電流比較小,能耗較高。
　　最后,將EDI技術(shù)用于處理含乙酸廢水,研究結(jié)果表明,當?shù)姨畛潢庩枠渲壤秊?:1時,膜堆可得到較高的電流,淡水出水水質(zhì)最好。對淡水室乙酸濃度為0.30%時,在電壓為31V時,遷移率高達95.21%,耗電量比較低。樹脂粒徑范圍對EDI過程性能影響比較小,當粒徑范圍為0.40~0.61mm時,可獲得較高的電流和遷移率,但是能