应用电渗析

传统的电渗析今天是迄今为止最相关的商业吗离子交换膜分离过程。电渗析是首次开发生产苦咸水的淡化饮用水。在这个应用程序中,电渗析是今天在某种程度上被其他所取代膜过程反渗透和纳滤等。然而,海水淡化仍然是最重要的大规模应用电渗析。但其他应用电渗析的食品、制药、化工以及在废水处理是获得越来越多的重要性。另一个大型应用电解法的预浓缩的海水是食盐的生产。一些更重要的大规模工业应用的常规电渗析和在这个应用程序中使用的堆栈和流程设计以及主要局限性是表1中列出。

5.1.1微咸水通过电渗析脱盐

饮用水的生产微咸水目前电渗析的最大应用。在苦咸水淡化,电解法与反渗透直接竞争。然而,在一定范围内的给水盐的成分,电渗析比其他海水淡化过程具有明显的经济优势。电渗析主要用于中小规模的工厂的能力不到几100立方米每天超过20000立方米每天10005000 mgL-1微咸水盐度的总溶解固体。因为在电渗析ios版雷竞技下载 和所需的膜面积增加而增加给水浓度、反渗透被认为具有经济优势的脱盐水的总溶解盐mgL-1超过10000人。电渗析与反渗透的优点是:水回收率高,膜的使用寿命长,运行在更高的温度下50°C,并减少膜污染或扩展由于过程的逆转。电渗析与反渗透的缺点是,中性的有毒成分,如病毒或细菌不是从一个提要流。因此,

表1常规电渗析工业应用

工业应用	堆栈和流程设计	应用程序的状态	限制	关键问题
苦咸水淡化	片流,曲折的路径堆栈,反极性	商业	饲料的浓度和成本	缩放、成本
锅炉给水的生产	片流,曲折的路径堆栈,反极性	商业	产品水的质量和成本	成本
浪费和过程水处理	片流堆栈,单向	商业	膜性能	膜污染
去矿化作用的食品	片流或曲折的路径堆栈,单向	商业试点阶段	膜的选择性和成本	膜污染、产品损失
食盐生产	片流堆栈,单向	商业	成本	膜污染
反渗透盐水的浓度	片流堆栈,单向	试点阶段	成本	废物处理

图19行业尺寸的反向电渗析海水淡化厂。照片,由离子。

产品水可能需要后处理过程作为饮用水。尽管反向电渗析是更敏感比反渗透膜污染,一些给水预处理是必需的。特别是铁和锰离子浓度mgL-1必须保持低于0.3和0.05。一个典型的大规模电渗析海水淡化工厂的照片图19所示。植物是由离子Inc .,水城,妈,美国使用Aquamite EDR系统。

5.1.2生产工业用水通过电渗析

根据其应用、工业工艺用水必须符合一定质量标准的总溶解固体和胶体物质。传统上,沉淀、过滤和离子交换用于工业用水的生产。今天,这些过程取代或越来越多地使用结合微滤,反渗透、电渗析。电渗析在工业水处理的主要应用包括re-demineralization锅炉给水和海水淡化工业用水污染以便重用。

5.1.3电渗析废水处理

近年来,水成本大幅增加。此外,某些工业废水的排放通常是有问题的和昂贵的,因为高盐浓度或有毒废水成分。这导致了一种趋势,工业废水重用。工业用水的典型应用程序重用的回收冷却塔的水放空。电渗析是特别适合这个目的,因为高回收率高达95%,盐水浓度可以实现高达100000毫克,结果不仅在给水成本降低,也减少污水排放。此外,离子交换膜可在温度高达50°C,在大多数冷却系统的范围。

水的复苏并不总是治疗的主要目标工业废水。通常有毒或有价值的组件(如重金属离子去除,以避免环境污染和节省处理化学回收有价值的材料的成本。大量有趣的应用电渗析在电镀工业和金属表面处理流程。一个典型的例子是复苏和镍的浓度仍然冲洗水和酸如盐酸、硝酸、高频等从废酸洗的解决方案。有很多更有趣的电渗析在废水处理中的应用。其中的一些应用程序只需要相对较小的电渗析单元,例如,少量的废水的处理包含剧毒化合物的化学过程。在其他应用程序中,而必须被大量的水。这是纸和纸浆行业。这里电渗析已成功用于去除氯化钠的选择性化学回收牛皮纸浆生产的周期。

5.1.4电渗析处理的食物

在食品和饮料行业,还在生物技术和制药行业,电渗析发现许多应用程序。这些应用程序可以被认为是最先进的过程,如乳清的消电离。其他应用程序,如盐的去除蛋白质和糖的解决方案或盐和有机酸如乳酸和某些氨基酸发酵研究试验厂规模。然而,到目前为止只有几个应用程序已经商业化。许多应用程序的常规离子交换树脂在食品工业中可以取代了电渗析提供更好的经济,操作简单,更少浪费材料,必须存放。

是5.1.5电渗析预选的混合过程和盐

在海水淡化用ofelectrodialysis是最经济在一定浓度范围的饲料的解决方案,diluate,集中关注。利用最有效的操作范围电解法在海水淡化,结合与其他分离过程已经证明是非常有效的。然而,特别感兴趣的是氯化钠的浓度从海水蒸发之前在日本生产食盐,没有本地盐沉积。因此,对于食盐的生产原料氯碱性生产,利用电渗析预选一步之前蒸发的海水导致实质性的节约能源。大型工厂的产能of20,000每年超过200000吨盐现在在日本。预选diluate解决方案的电解法也感兴趣的某些盐的生产如溴化钾或KI从原始水源和治疗某些工业废水回收有价值的或有毒的废水成分。生产超纯水,电渗析和离子交换的组合非常有效且最终导致的发展连续电极电离作用过程和连续再生的离子交换作用树脂。另一个应用程序,这是目前研究实验室规模,是所谓的膜离子交换膜的一体化反应堆。在许多化学和生化反应,反应产物和反应副产物抑制超过一定浓度时的反应。这往往限制了可实现的产物浓度,需要额外的分离和浓度的步骤。连续去除反应的抑制组件通常使一个连续的更经济生产成为可能。

很大的努力也一直集中在扭转电解法从混合浓缩盐溶液恢复能量如海水与河流或地表水的电渗析堆栈。尽管过程技术上是可行的,但目前没有经济。

继续阅读:双极膜电渗析的应用程序

这篇文章有用吗?

+ 5 2