廢水處理零排放技術(shù)之電滲析
在外加直流電場(chǎng)作用下,利用離子交換膜的透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò),陰膜只允許陰離子透過(guò)),使水中的陰、陽(yáng)離子作定向遷移,從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。
原理是:在陰極與陽(yáng)極之間,放置著(zhù)若干交替排列的陽(yáng)膜與陰膜,讓水通過(guò)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(yáng)離子分別向陽(yáng)極、陰極方向遷移,由于陽(yáng)膜、陰膜的選擇透過(guò)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(zhù)氧化還原反應,即電極反應,其結果是使陰極室因溶液呈堿性而結垢,陽(yáng)極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此,在電滲析過(guò)程中,電能的消耗主要用來(lái)克服電流通過(guò)溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應。
1.1電滲析器的構造
電滲析器由膜堆、極區和壓緊裝置三部分構成。
(1)膜塊:是由相當數量膜對組裝而成。
膜對:是由一張陽(yáng)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(lèi):按膜結構分為:異相膜、均相膜和半均相膜;按膜上活性基團不同分為:陽(yáng)膜、陰膜和特種膜;按膜材料不同分為:有機膜和無(wú)機膜。
隔板:分濃、淡水隔板,交替放陰陽(yáng)膜之間,使陰膜和陽(yáng)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)極區包括電極、極框和導水板。
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(lái)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(lái)表示,一對電極之間膜堆稱(chēng)為“一級”。水流同向每一個(gè)膜稱(chēng)為“一段”。增加段數就等于增加脫鹽流程,也就是提高脫鹽效率,增加膜對數,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應用案例
2.1電滲析在反滲透濃水回用中的應用
隨著(zhù)膜技術(shù)的快速發(fā)展,反滲透得到越來(lái)越廣泛的應用,但是反滲透制純水生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )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(huì )造成資源浪費及環(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)濟效益和社會(huì )效益。
本系統工藝主要采用原反滲透濃水進(jìn)入倒極電驅動(dòng)膜分離器系統+二級反滲透+EDI系統?;赜盟档诫妼?000μS/cm后,進(jìn)入反滲透系統,達到電導率5μS/cm以?xún)?,反滲透產(chǎn)出淡水進(jìn)入EDI系統,反滲透產(chǎn)出濃水進(jìn)入倒極電滲析系統。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,EDI產(chǎn)出淡水達到15MΩ,進(jìn)入產(chǎn)水罐。采用本工藝,既為企業(yè)解決了電廠(chǎng)鍋爐補給用水,又可使企業(yè)廢水達到零排放。
2.2電滲析技術(shù)在高鹽高COD污水中的應用
在醫藥中間體及化工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出大量含有機物的高鹽污水,該污水由于含鹽量太高,很難進(jìn)行生化處理達到排放或回用標準。
使用電滲析可以使鹽分下降至可生化標準,淡水進(jìn)入生化。電滲析產(chǎn)出的含鹽污水經(jīng)過(guò)電滲析濃縮至12%-15%以上,進(jìn)入蒸發(fā)或MVR系統,最終達到零排放的目的,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,節約了資源,提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。