EDI用于處理含有機(jī)酸廢水的研究.pdf

1、有機(jī)酸是一種重要的有機(jī)化工原料,廣泛應(yīng)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(xué)工業(yè)等行業(yè)。在某些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的含有機(jī)酸廢水,需要處理后排放。處理含有機(jī)酸廢水的方法主要分為將有機(jī)酸分解和回收廢水中的有機(jī)酸兩大類。對(duì)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(duì)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(shù)脂和離子交換膜,在直流電場(chǎng)作用下能同時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)去除離子以及樹(shù)脂連續(xù)再生的一種分離技術(shù)。本論文采用自主設(shè)計(jì)的一級(jí)一段以及一級(jí)兩段EDI膜堆裝置,以一定濃度有機(jī)酸溶液為原料,研究EDI過(guò)程回收、濃縮廢水中的有機(jī)酸,目的是使原水中的有機(jī)酸濃度降低,同時(shí)使?jié)饪s室有機(jī)酸溶液濃度不斷增加,達(dá)到一定濃度后可采用精餾、萃取等常規(guī)方法經(jīng)濟(jì)回收。從現(xiàn)實(shí)意義講,本研究為處理含有機(jī)酸廢水提供了一種新的綠色工藝,可實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)酸廢水的處理以及回收有機(jī)酸,從環(huán)境

3、和資源再利用角度考慮,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　首先,采用自主設(shè)計(jì)的一級(jí)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(shù)脂填充策略等條件對(duì)EDI過(guò)程電流效率、膜堆能耗和酸回收率等過(guò)程指標(biāo)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,膜堆在電流密度高達(dá)11.73mA/cm2條件下,實(shí)驗(yàn)過(guò)程電流效率較高,回收率高達(dá)84.68％,淡水甲酸濃度由2.09%降低到0.28%。膜堆電壓的大小對(duì)EDI過(guò)程性能影響也比較大,綜合分析,選擇12.5V作為該實(shí)驗(yàn)

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(guò)程能耗比較高。淡水室采用填充100%陰樹(shù)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(shè)計(jì)的一級(jí)一段EDI膜堆,對(duì)EDI膜堆的材料以及運(yùn)行過(guò)程的操作條件進(jìn)行了改善,通過(guò)考察“I-U”特征曲線,酸遷移率等性能指標(biāo),得出EDI膜堆運(yùn)行的最佳

5、優(yōu)化條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用凝膠型樹(shù)脂和非均相膜的膜堆,以及濃淡水采用并流的方式,其過(guò)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(shù)脂的填充充策略,可使EDI膜堆獲得最佳的性能。對(duì)甲酸初始濃度為1.00%時(shí),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(duì)甲酸濃度為0.20%時(shí),獲得的電流雖然小,但全過(guò)程耗電量最小,甲酸的遷移率也最大。濃水甲酸初始濃度對(duì)EDI過(guò)程也有一定影響

6、,太高的濃水濃度,其實(shí)驗(yàn)過(guò)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(dāng)?shù)姨畛潢庩?yáng)樹(shù)脂比例為1:1時(shí),膜堆可得到較高的電流,淡水出水水質(zhì)最好。對(duì)淡水室乙酸濃度為0.30%時(shí),在電壓為31V時(shí),遷移率高達(dá)95.21%,耗電量比較低。樹(shù)脂粒徑范圍對(duì)EDI過(guò)程性能影響比較小,當(dāng)粒徑范圍為0.40~0.61mm時(shí),可獲得較高的電流和遷移率,但是能