卡洛琳H Byszewski N和K摩尼公司Aquatech盟军信号系统

介绍

^ AQUATECH系统是最先进的双极膜分离技术,是“污染预防”技术,而不是“管”的终结监管合规。与莎拉治疗的定义一致,AQUATECH系统是一个技术”,在全部或部分将导致永久性和毒性显著降低,发病率或体积”的危险浪费材料

AQUATECH系统可以帮助金属加工行业:消除酸或碱废水流再生用酸/碱流恢复宝贵的资源;除了:

提高公司在社会的形象

减少管理层的风险敞口废物处置提供经济激励练习废物最少化。

一般的应用程序

AQUATECH系统技术适用于有机水盐的解决方案,以及矿物盐与酸性、碱性或盐碱属性。技术只需要一个干净的导电溶液的饲料。AQUATECH系统与终端用户开发所需的预处理步骤,满足一般的指导方针表1所示。

表1

一般过程指南

吃盐溶液:可溶性盐清晰的解决方案

导电率> 35000 nS / cm金属污染物(钙、镁、铁等)

< 2 ppm (Relaxable弱碱代)减少高MW有机物谨慎与酸不溶度在低pH值典型产品浓度:强酸硫酸= 1 n /硫酸= 2 n弱酸= 3-6N S02, co2、H2S > 95 Wt %

典型的产品优势:氢氧化钠、K0H Na2C03 K2C03 Na2S03 = 3 - 6 N

温度:环境- 50°C Non-Oxidizing化学电流密度50 - 150 mA / cm2单元槽电压1.3 - 1.9 v(2点数)1.6 - 2.5 v(3点数)预期膜生活1年。+

商业操作条件温和无害的生产环境。过程流温度低于华氏110度,压力小于10 psi。虽然产品通常腐蚀性或腐蚀性,相对稀水溶液形式(通常15 wt %)使他们大大减少有害的比传统的集中形式的酸和碱(50,98%,等等)通常在工厂环境。

只限制条件的能力解决方针的电导和污染水平,AQUATECH系统是一个通用的单元操作在各种各样的行业领域。除了我们的商业不锈钢酸洗酸回收设备和专业金属废物回收上面所描述的那样,AQUATECH系统开发和专利众多其他流程方案包括:

通过净化废酸回收乳酸生产恢复Na-CO,天然碱

准备alkafi金属氢氧化物被水分割。复苏的高频氟副产品。Waste-phattery酸回收。SOXAL烟气脱硫。

金属加工行业相关的应用程序稍后将突出显示。

酸产品:

基础产品:通用:

技术BACKGROUNp

AQUATECH系统是一种电渗析的单元操作,在最简单的条款将水盐转化为相关的酸和碱形式通过电势。喜欢传统的电渗析(ED)描绘在图1中,AQUATECH系统需要一个电池堆的一对电极由直流电流驱动离子在所需的方向。像艾德,细胞栈是由数百个表类型离子交换膜选择性地拒绝或运输离子物种在他们从而影响同时分离和浓度。像艾德,塑料垫片,垫片组装在一个电极之间的交替三明治就像时尚如图Z创建独特的离子传递解决方案和单独的隔间。

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图1图2

但与ED, AQUATECH技术是基于独特的低电阻的双极膜如图3所示的分裂水。水从水溶液流过双极膜的表面和自由扩散通过其外控层界面中部地区。这里的一些水解成它的组成离子H和哦”。得益于一个跨膜电势强加,两极的阳离子层允许积极的氢离子(阳离子)通过外部舱,而阻止负离子进入。同样的双相通过带负电荷的阴离子层羟基离子(阴离子)但块正离子的条目。因此,水的离子浓度的相反极性建立双极膜的两侧。

双马米胸罩建设和运营

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与此同时,双极膜夹在两个传统单极离子交换膜,每一离子电荷相反,如图4所示。邻近的膜和相关间隔垫片形式分离室解决方案可以通过。积极的和消极的盐离子选择性迁移通过各自的单极膜和集中在隔间。双极膜界面的反应与邻单极离子交换膜的作用,产生酸和碱副产物两个相邻的隔间。的一代新产品,区分AQUATECH系统以其“电渗析的”水从传统的电渗析分裂能力。

标准模式

三室细胞HX溶液

哦”

耗尽MX溶液-»。卫生部溶液

基地”哦~

传说

问双极膜0阳离子膜0阴离子膜

图4

是高效、清洁的水分解反应。能源消耗仅为20%大于从吉布斯很容易计算自由能所示的关系。在70 C的dissoliation水可以计算0.874伏特。

的等效/摩尔actant法拉第常数,96500库仑/ g eq可逆电动势的潜力,伏通用气体常数绝对温度,K H和哦”活动指定标分别指的是接口和膜的外表面。

实际潜在的测量在双极膜对水分裂/ 100英尺的电流密度是1.05伏特,如图5所示。

在双极膜电位降

在双极膜电位降

电流密度(mA / cm2)

图5

电流密度(mA / cm2)

图5

这些高效的水分离膜和考虑电阻由电解质的解决方案和单极膜,

AQUATECH系统效率比一些传统的技术是相当多的权力。例如,氯碱行业通常需要一些

每公吨2500 kwhr氢氧化钠生产。AQUATECH系统可以产生1吨氢氧化钠水溶液加等量的相关酸1650 - 1800 kwhr。

除了传统的3室单元配置如图4所示,还有其他各种各样的两个或三个隔间单元配置如图6所示可以迎合特定的应用程序需求。酸净化是最重要的还是一个纯粹的基础或纯酸和碱盐产品,期望,AQUATECH系统可以调整一个特定于应用程序的需求。

备用电池安排

OI0I9 G符合0 1 G

SatVAcM

H、O MX

图6

从金属回收酸废水处理操作

大部分金属加工涉及将金属与酸剥离,清洁、蚀刻、酸洗或完成。废酸的消除和恢复金属加工是需要通过法律和废酸运输成本飞涨。AQUATECH双极膜技术可以帮助。它提供了一种创新的方式攻击污染,处理现场问题的来源。不再酒危险废物运输清单,没有更多的昂贵的处理费用。同时,回收和重用有价值的有限的资源可以提供工业经济激励措施使底线一个有吸引力的投资回报资本项目。

通常,AQUATECH回收方法涉及的重金属废物的降水酸。随后通过超滤过滤和泥浆的板框过滤通常会导致一个明确的盐滤液适合饲料AQUATECH堆栈。金属氢氧化物蛋糕可以干或回收干燥后(或步骤)上游金属冶炼过程。

然后AQUATECH系统再生盐的酸和碱。基本是用来消除废酸的下一批新鲜的再生酸用于额外的金属加工。

不锈钢的应用程序

这种创新的闭环过程获得了“宾夕法尼亚州长废物最少化奖”,1987年提交给华盛顿钢的宾夕法尼亚州的环境资源。

AQUATECH“商业过程的恢复了酸洗酸

AQUATECH“商业过程的恢复了酸洗酸

图7

AQUATECH系统的第一个商业应用程序回收废物高频/ HNO钢铁酸洗酸如图7所示。如前所述,酸中和pH值与KOH - 11,过滤和发送到AQUATECH细胞再生的堆栈。混合盐KF / KNO,产生高频/ HNO,混酸适合不锈钢酸洗和等量的KOrl用于第二批废酸中和。水平衡是由传统的电渗析拒绝多余的水从KF / KNO,盐。这个洗水过程中内部使用蛋糕和酸性产物浓度调整。金属氢氧化物蛋糕,主要是铁(0 h) 3、Cr (OH)和镍(OH) 2是清洗,吹干后,名义处理,recyclea电弧炉。钾损失最小为5%。

这个AQUATECH酸回收系统在世界上是第一的。它旨在回收每年160万加仑的废酸,恢复氟化物和硝酸盐资源总数的90%。废物体积减少90%的氢氧化合成固体金属蛋糕然后回收炉。在过去两年的操作,系统成功地减少了酸浪费拖。跟踪实际废酸处理与再生酸产品在图8所示。

华盛顿10/17-4/17钢铁业务处理废酸VS PflOOUCT酸

华盛顿10/17-4/17钢铁业务处理废酸VS PflOOUCT酸

一周的操作ACO - o - o -浪费PRCOUCT酸

图8

一周的操作ACO - o - o -浪费PRCOUCT酸

图8

钛合金铣削应用程序

等专业金属加工钛,金属面稀氢氟酸浴。必须清除浴缸的拉登浪费钛酸和定期补充新鲜酸。不锈钢的情况下,浪费钛酸可以与KOH中和沉淀出金属。氟化复苏极大地依赖于良好的终点pH值控制。如果严密监控pH值,大于90%氟化可以实现复苏。

一旦达到合适的pH值,泥浆可以不断地通过筛选回转式真空过滤。明确KF滤液可以直接AQUATECH细胞堆栈。收集到的蛋糕是一个有价值的副产品。对于这种情况很容易升级的沉淀是二氧化钛通过洗涤、烘干、研磨和净化的高价值的颜料级TiO -。即使在原始状态,这种副产品将信用的30美元/ T。

KF很简单的水分裂后下面的化学。

产生5 - 8 wt %的氢氟酸适合钛合金铣削。副产品KOH溶液中和酸的浪费。氟化以确保复苏,实现零排放,水平衡的电渗析单元合并KF流。

酸净化

AQUATECH系统最近专利废酸净化的新方法。最适用于acixl流与低污染水平(即浪费。、少于500 wppm铁、铬、Ca)系统将恢复95%的纯产品的酸值相等或更高浓度的酸的浪费。细胞的配置是相同的图6 b所示。酸净化过程中的废酸是美联储的基地一边双极膜。pH值从小于1 - 3博士二价阳离子双极膜污染物被保留,而酸阴离子如S0。~,CI”或不。”,在酸的阴离子膜运输舱。因此,阴离子膜分离和集中而影响双极膜效果所需的净化拒绝二价阳离子。废电池酸包含300 wppm铁可以净化以这种方式。其他应用程序正在寻求这种酸净化系统的金属加工行业。

设备。安装和成本

尽管AQUATECH系统的先进技术,其安装并不复杂。事实上,它比传统电解加工更简单,成本更低。AQUATECH系统只需要两个电极对整个100 - 150细胞单元堆栈,避免复杂母线安排。此外,扩大单位和安装方便的模块化滑移单元堆叠设计。

除了一个直流电源,AQUATECH系统由传统的泵,存储和回收坦克、热交换器和管道。主要仪器通常包括pH值分析仪、电导仪和集中监控。

劳动力和运营成本很低。该系统高度自动化的允许最小的操作员干预。两个主要的运营成本是权力和膜的维护。Allied-Signal的承诺和持续的研究和开发AQUATECH膜膜上和堆栈设计确保了长寿命甚至更多权力有效的单位。预膜更换了电池模块,便于安装。

典型经济估计AQUATECH系统植物的不锈钢废料酸如表2所示。这个环保的回报过程是-3.6年。

钛铣削应用程序将显示一个略好回报高主要是由于从Ti0学分吗?蛋糕的副产品。

表2

酸洗废液回收

资本和运营成本

基础:1.6 X 10®女孩/年。花的酸洗废液含有5 Wt % F ~ 10 Wt %不,8000小时/年。J一年生活细胞组装酸复苏(净):350吨/年。高频740吨/年。的HNOj

总电池限制资本植物X 106 2.2美元

87年8月的成本

所有费用以美元

运营成本汇总

原材料的年代

化妆KOH 38000 @ 540美元/吨

助滤剂14000 @ 300美元/吨

电池维护300000

电我?128000年5 fi /千瓦时

蛋糕加工229000 @ 110美元/吨

其他维护78000

80000年劳动和监督

税收和保险@ 2% 44.000

产品总运营成本909000学分

高频480000 @ 1365美元/吨

废物处置@ S0.55 /加880.000

总学分1512000

储蓄603000

回报

3.6年

结论

许多工业废料酸生成过程常规工作石灰的重金属的沉淀和并发中和酸(s)。这个过程不是长期环境可接受的,因为即使是低水平的重金属污染可能导致的固体废物列为有毒废物,要求运输特殊转储相当大的代价。此外,滤液的排放水方式无疑将被控制的更严格的规定。

AQUATECH技术,与传统的分离技术结合使用滤和电渗析等能够解决处理问题时以成本有效的方式回收有价值的资源回加工厂。最终的结果是一个清洁的环境,避免长期负债的处理器。

引用

1。AQUATECH系统信号联合公司的商标。

恢复Soent无机酸通过Electridialvtic水分裂会议进行国际技术会议上膜分离过程英国布莱顿:1989年5月24 - 26日,G2

3所示。卡洛琳Hutter Byszewski和安德鲁·s . Bogeatzes

AQUATECH系统——一个商业过程循环酸洗废液钢铁工程师,3/88

4所示。卡洛琳Hutter Byszewski回收废酸酸

金属学报,38卷,7号,7月,1986年,p.61

AQUATECH膜技术回收酸/碱值从盐流

海水淡化6 f 149 (1988)

继续阅读:巴雷特A约翰逊查尔斯·鲁宾斯坦理查德·J·马丁和詹姆斯·O Leckie陶瓷结合公司

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