電滲析濃縮煤化工濃水中試試驗(yàn)研究

電滲析濃縮煤化工濃水中試試驗(yàn)研究

中國(guó)的煤炭項(xiàng)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(yàn)部分1.1ed水質(zhì)試驗(yàn)進(jìn)水為內(nèi)蒙古某煤化工集團(tuán)膜濃縮車間經(jīng)過(guò)軟化除硅、除COD等預(yù)處理的反滲透濃水，其TDS20000～30000mg/L、Na1.2試驗(yàn)內(nèi)容1.2.1電滲析濃縮結(jié)合反滲透ED中試設(shè)備采用某進(jìn)口品牌均相離子膜片，含120對(duì)陰陽(yáng)離子膜對(duì)，陰膜及陽(yáng)膜面積均為0.5m在電場(chǎng)作用下利用陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)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(shí)現(xiàn)濃縮側(cè)的濃縮和脫鹽側(cè)的脫鹽作用。在正常運(yùn)行生產(chǎn)過(guò)程中，原料水進(jìn)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(chǎng)作用下，鹽分離子和水分子遷移進(jìn)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(wú)需原料水補(bǔ)充。1.2.2ed各平米膜的通量裝置連接完成，并完成相應(yīng)的檢查后連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水量為1～2m相關(guān)指標(biāo)計(jì)算見(jiàn)式（1）～式（4）。ED對(duì)TDS縮倍數(shù)：ED脫鹽量：ED每平米膜對(duì)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(duì)單位面積的脫鹽量，g/（mn———ED膜堆陰陽(yáng)離子膜對(duì)數(shù)，本中試試驗(yàn)ED膜堆120;1.2.3分析pH，玻璃電極法，《水質(zhì)pH的測(cè)定玻璃電極法》（GB/T6920—1986);TDS，重量法，《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（4版）2試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1ed對(duì)tds的濃縮效果ED對(duì)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(yùn)行成本，屬于ED性能重點(diǎn)考察指標(biāo)。重點(diǎn)考察了ED對(duì)TDS的濃縮效果。數(shù)據(jù)顯示，ED中試設(shè)備調(diào)試運(yùn)行穩(wěn)定后，ED對(duì)TDS濃縮效果較理想，其濃水TDS質(zhì)量濃度超過(guò)170000mg/L，最高可達(dá)236000mg/L，濃縮倍數(shù)為7～8倍。因此ED濃水可直接進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶段，省去蒸發(fā)濃縮段，極大降低了蒸發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)模及運(yùn)行能耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在中試試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，濃鹽水水質(zhì)對(duì)ED濃縮TDS的效果有較大影響，分析原因可能是ED對(duì)不同的離子呈現(xiàn)不同的濃縮效果。試驗(yàn)也考察了ED對(duì)主要離子即Na從圖2可以看出，ED對(duì)Cl2.2主要離子sd膜的離子通量離子通量是ED設(shè)備重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，試驗(yàn)重點(diǎn)考察了Na造成三種離子通量差異性的原因是，Na2.3ed對(duì)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(duì)有機(jī)物及硅的濃縮特征。對(duì)這些污染物濃縮倍數(shù)越低，ED抗污染性能就越強(qiáng)。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(jìn)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?？芍狤D對(duì)硅基本沒(méi)有濃縮效果。ED濃水硅濃度低于進(jìn)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?yàn)楣璨粠щ姡荒芡ㄟ^(guò)ED膜，均留在了淡水室?；谏鲜龇治觯珽D在濃縮鹽分的過(guò)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(duì)鹽遷移量是評(píng)估ED性能的重要指標(biāo)，其脫鹽電耗為0.26～0.34kW·h/kg，膜對(duì)鹽遷移量為430～590g/（m3ed濃縮鹽的經(jīng)濟(jì)作用(1)ED對(duì)煤化工濃鹽水中的鹽分有較好的濃縮效果，對(duì)TDS濃縮倍數(shù)一般為7～8倍，濃縮后TDS質(zhì)量濃度超過(guò)170000mg/L，最高可達(dá)236000mg/L。因此經(jīng)ED濃縮后的濃水可直接進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶段，省去濃縮段，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。(2)ED對(duì)濃鹽水中主要離子即Na(3)ED對(duì)有機(jī)物有一定的濃縮作用，基本為TDS濃縮倍數(shù)的一半；對(duì)硅呈現(xiàn)“反向”富集特征。因此，ED在濃縮鹽分的過(guò)程中，具有較好的抗污染能力。(4