電滲析濃縮煤化工濃水中試試驗研究

電滲析濃縮煤化工濃水中試試驗研究

中國的煤炭項目主要集中在陜西省和甘肅省的交界處，以及生態(tài)環(huán)境薄弱的陜西省和甘肅省。1試驗部分1.1ed水質(zhì)試驗進水為內(nèi)蒙古某煤化工集團膜濃縮車間經(jīng)過軟化除硅、除COD等預處理的反滲透濃水，其TDS20000～30000mg/L、Na1.2試驗內(nèi)容1.2.1電滲析濃縮結(jié)合反滲透ED中試設備采用某進口品牌均相離子膜片，含120對陰陽離子膜對，陰膜及陽膜面積均為0.5m在電場作用下利用陰陽離子交換膜對陰陽離子的選擇透過性，使得溶解性電解質(zhì)由脫鹽側(cè)流股向濃縮側(cè)流股遷移，從而實現(xiàn)濃縮側(cè)的濃縮和脫鹽側(cè)的脫鹽作用。在正常運行生產(chǎn)過程中，原料水進入脫鹽水槽，經(jīng)泵輸入電滲析膜堆，而后返回脫鹽水槽，在溢流側(cè)形成脫鹽水產(chǎn)品；在電滲析膜堆中電場作用下，鹽分離子和水分子遷移進入濃縮室，隨著循環(huán)濃縮水返回濃縮水槽，溢流形成濃縮水產(chǎn)品，濃縮水槽無需原料水補充。1.2.2ed各平米膜的通量裝置連接完成，并完成相應的檢查后連續(xù)進水，進水量為1～2m相關(guān)指標計算見式（1）～式（4）。ED對TDS縮倍數(shù)：ED脫鹽量：ED每平米膜對鹽遷移量：ED離子通量：式中：N———濃縮倍數(shù)；ρρP———脫鹽量，kg/h;QρQE———膜對單位面積的脫鹽量，g/（mn———ED膜堆陰陽離子膜對數(shù)，本中試試驗ED膜堆120;1.2.3分析pH，玻璃電極法，《水質(zhì)pH的測定玻璃電極法》（GB/T6920—1986);TDS，重量法，《水和廢水監(jiān)測分析方法》（4版）2試驗結(jié)果與討論2.1ed對tds的濃縮效果ED對鹽分的濃縮效果直接關(guān)系到蒸發(fā)器處理規(guī)模及投資和運行成本，屬于ED性能重點考察指標。重點考察了ED對TDS的濃縮效果。數(shù)據(jù)顯示，ED中試設備調(diào)試運行穩(wěn)定后，ED對TDS濃縮效果較理想，其濃水TDS質(zhì)量濃度超過170000mg/L，最高可達236000mg/L，濃縮倍數(shù)為7～8倍。因此ED濃水可直接進蒸發(fā)結(jié)晶段，省去蒸發(fā)濃縮段，極大降低了蒸發(fā)設計規(guī)模及運行能耗，經(jīng)濟效益顯著。在中試試驗過程中發(fā)現(xiàn)，濃鹽水水質(zhì)對ED濃縮TDS的效果有較大影響，分析原因可能是ED對不同的離子呈現(xiàn)不同的濃縮效果。試驗也考察了ED對主要離子即Na從圖2可以看出，ED對Cl2.2主要離子sd膜的離子通量離子通量是ED設備重要的設計參數(shù)，試驗重點考察了Na造成三種離子通量差異性的原因是，Na2.3ed對硅的分散特征及集成特征ED抗污染性能在很大程度上取決于對有機物及硅的濃縮特征。對這些污染物濃縮倍數(shù)越低，ED抗污染性能就越強。因此有必要研究這些污染物在ED濃水室分布特征。由于中試所用的濃鹽水中Cl在ED進水硅質(zhì)量濃度為29.9～69.6mg/L條件下，ED濃水硅質(zhì)量濃度為14.1～33.3mg/L，濃縮倍數(shù)0.31～0.86。可知ED對硅基本沒有濃縮效果。ED濃水硅濃度低于進水硅濃度，硅主要集中在ED淡水側(cè)，呈現(xiàn)“反向”富集特征。這是因為硅不帶電，不能通過ED膜，均留在了淡水室。基于上述分析，ED在濃縮鹽分的過程中，具有較好的抗污染能力。2.4ed性能分析ED的脫鹽電耗及膜對鹽遷移量是評估ED性能的重要指標，其脫鹽電耗為0.26～0.34kW·h/kg，膜對鹽遷移量為430～590g/（m3ed濃縮鹽的經(jīng)濟作用(1)ED對煤化工濃鹽水中的鹽分有較好的濃縮效果，對TDS濃縮倍數(shù)一般為7～8倍，濃縮后TDS質(zhì)量濃度超過170000mg/L，最高可達236000mg/L。因此經(jīng)ED濃縮后的濃水可直接進蒸發(fā)結(jié)晶段，省去濃縮段，具有顯著經(jīng)濟效益。(2)ED對濃鹽水中主要離子即Na(3)ED對有機物有一定的濃縮作用，基本為TDS濃縮倍數(shù)的一半；對硅呈現(xiàn)“反向”富集特征。因此，ED在濃縮鹽分的過程中，具有較好的抗污染能力。(4