渗析膜的应用工业废水处理
文章编辑：【河南省松山机电设备有限公司】发布日期：2022-12-05 11:38:27
电渗析可用于电镀废水、重金属废水等的处理，提取废水中的金属离子等，既能回收利用水和有用资源，又减少了污染排放。万诗贵等自制离子膜电解槽研究了铜生产过程中钝化液处理的可行性，结果发现，不仅可以回收其中的铜和锌，而且将Cr3+氧化成Cr6+，再生了钝化液。电渗析法与离子交换法结合从酸洗废液中回收重金属和酸的工艺已在工业上应用。
电渗析还可以用于碱性废水及有机废水的处理。污染控制与资源化研究国家重点实验室对采用离子膜电解法对处理环氧丙烷氯醇化尾气碱洗废水进行了研究。在电解电压5．0V时，循环处理3h，废水COD去除率可达78%，废水中碱回收率可达73.55%，为后续生化单元起到良好的预处理作用。齐鲁石油化工公司利用电渗析法处理高浓度复合有机酸废水，浓度为3%～15%，无废渣及二次污染，得到的浓溶液含酸20%～40%，可以回收处理，废水中含酸量可降至0.05%～0.3%。川化股份有限公司采用特殊电渗析装置处理冷凝废水，最大处理量为36t/h，浓水中硝酸铵体积百分比含量为20%，回收率达96%以上，合格淡水排放水中氨氮质量分数含量≤40mg/L。
饮用水及过程水处理
我国在西南地区采用电渗析法将盐泉卤水制盐，使NaCl的含量稳定提高到120g/L，与原来采用的单纯熬盐法相比，产量增加而成本降低。山东铝矿业公司生活饮用水采用浓水频繁倒极电渗析处理，处理后的水质为：总硬度H0=174.75mg/L；溶解性总固体为255.0mg/L；总铁量＜0.3mg/L。山西某发电厂亚临界锅炉补给水系统采用了EDI技术锅炉补给水电导率＜0.06，SiO2为3μg/L。
食品工业
在白酒生产中把握质量最关键的一环是勾兑，而勾兑用水的质量是很重要的，它不仅影响白酒的内在质量，还影响白酒的外观质量，使用电渗析法处量勾兑用水，可使水质明显改善，达到国家标准。用电渗析法祛除葡萄酒中的酒石酸盐比传统冷冻法更高效，更加节约能源资源，葡萄酒的感官质量得到提高。有研究人员采用国产离子交换膜运用电渗析技术进行酱油脱盐的可行性试验，证明了电渗析对酱油的脱盐是切实可行的分离方法。采用电渗析技术可一步实现维生素C钠盐脱盐目的，转化率高达99%，平均电流效率约70%，其副产品NaOH稀溶液也可被有效利用。
生化行业
采用高性能离子交换膜，应用电渗析脱盐法，分离提纯N－乙酰－L－半胱氨酸，取得了较为满意的效果。根据双极性膜电渗析系统的特点，即双极性膜的阳膜析出H+，阴膜析出OH－，可以把双极性膜电渗析技术应用于大豆蛋白质的分离，其有很多优点：整个生产过程不需要添加酸和碱，资源可以循环利用，耗水少，分离出的蛋白质中盐含量明显减少。
正渗透(FO)技术
正渗透(FO)的原理
用只能透过溶剂而不能透过溶质分子的半透膜将溶剂和溶液隔开，溶剂分子将在渗透压的作用下自发地从溶剂侧透过膜进入溶液侧，这就是渗透现象，也即所谓的“正向渗透”。
正渗透膜在水处理中的应用废水处理
关于FO在废水领域的应用在许多文献中均有报道，主要包括早期高浓度工业废水的浓缩、垃圾渗滤液的处理、生活污水的处理、市政污水处理厂污泥厌氧消解液的浓缩和空间站上直接将污水处理成饮用水的生命支持系统等。虽然这些研究中FO 过程不是终端工艺，但其在预处理阶段具有很高的脱盐性能。
1998 年，Osmotek 公司组装了一套实验室规模的FO系统，对在Corvallis Oregon的Coffin Butte 垃圾填埋厂的垃圾渗滤液进行了浓缩试验。这个垃圾场所在地区年降水量超过1400 mm，其每年产生的渗滤液大约在20000~40000 m3。试验进行了3 个月，使用Osmotek 的三乙酸纤维素膜并以NaCl 溶液作为提取液。实验表明，对未经预处理的渗滤液进行过滤时，此系统对TDS、TSS、TKN、COD 的截留率均在94%~96%，过膜水通量也没有明显衰减；但对浓缩的渗滤液进行过滤时，FO膜的水通量衰减了30%~50％，经过清洗后通量基本完全恢复。在实验室成功运行后，Osmotek 公司设计和组装了一套大型的膜渗透系统，实现了FO系统的工程应用。
近年来随着FO工艺的不断发展，引起了很多学者的关注，将其与传统的膜分离技术相结合，更是近几年的研究热点。J. J. Qin 等将传统的好氧/厌氧（A/O）活性污泥工艺与FO系统相结合，组成渗透膜生物反应器（OMBR）对生活污水进行处理，获得了较高的膜通量。经实验发现，当提取液NaCl 的浓度为0.14 mol/L 时，其膜通量为3.6 L/（m2h）；当提取液浓度增大到1.5 mol/L 时，膜通量为17.3 L/（m2h），实验中废水先进入生物反应池进行生化降解，随后进入FO系统进行渗透过滤。
水质深度净化
随着中水回用技术的发展，FO在饮用水净化方面目前应用最成功的应属在空间站中将产生的生活污水直接处理成饮用水。Osmotek 公司研发了一种新型的混合工艺——RO及直接渗透浓缩（DOC），被美国国家航空和宇宙航行局（NASA）用作太空站饮水净化系统。这个DOC 系统是目前用在太空上的唯一一个膜法废水处理系统，经NASA测试，它使处理后水质大大提升，在消耗相对较低的能量（15~50 kWh/m3）下可将水质中的大多数指标恢复至原水的95％以上，这样太空站所需的水供给就极少了。
在这个FO 系统中，太空站污水中主要为人体代谢排泄物，包括尿液、潮湿冷凝物及卫生清洗水等混合液。进水中的卫生用水及潮湿冷凝物（大于总废水的80％）先经过一级FO 进行预处理，被一级FO 浓缩的原料液（不超过总废水的20％）与尿液混合进入二级FO 进行处理，最后这两级收集的渗透液在抽吸泵的作用下一起进入RO 系统，作进一步净化提纯。经RO 处理后的浓缩液经泵提升再次回流至FO系统渗透侧，重新作为渗透提取液。因此在RO 单元产生两种水，一种是高水质饮水，一种是高浓度FO 提取液，在这个系统中，提取液得到了反复使用，大大简化了处理工艺，也避免了资源浪费。
