【谷騰環保網訊】進(jin)水要(yao)求、噸(dun)水能耗、產品純(chun)度(du)等往(wang)(wang)往(wang)(wang)是雙極膜電滲析系統(tong)核心考慮(lv)的因素。

工藝有時候是(shi)死的，但設計是(shi)相對是(shi)靈活的。

01 工業高鹽廢水系統

雙極膜(mo)的(de)使用(yong)，很多人對(dui)進水要求會有一個定(ding)性的(de)理解，其(qi)(qi)中進水水質中二價及二價以上陽離(li)子含量需要基本去除，否則不可(ke)行。其(qi)(qi)實也(ye)并非如(ru)此，比(bi)如(ru)有色行業有些項目，其(qi)(qi)系統如(ru)下(xia)：

上述系(xi)統(tong)(tong)項目(mu)需求主要是回收(shou)銅、鋅，盡可能去除(chu)系(xi)統(tong)(tong)內的F、Cl，只要控(kong)制終點鹽室(shi)中的pH，即可以(yi)避免金(jin)屬離子(zi)形成氫氧化(hua)物沉淀(dian)，從而確保雙(shuang)極膜(mo)系(xi)統(tong)(tong)在此條件(jian)下的運行穩定性。

工(gong)業高(gao)鹽(yan)廢水(shui)零排放系統中，最終走工(gong)業無(wu)機鹽(yan)副產品的(de)(de)思路(lu)很多時(shi)候業主也不太(tai)認(ren)可(ke)，可(ke)大(da)部分(fen)時(shi)候他們又無(wu)備選(xuan)方案(an)可(ke)選(xuan)。雙極膜的(de)(de)出(chu)現則(ze)給(gei)他們帶來了新(xin)思路(lu)，這兩年有(you)非常多的(de)(de)應用案(an)例落(luo)地，在這些案(an)例中，大(da)部分(fen)都是(shi)納濾分(fen)鹽(yan)后，納濾產水(shui)氯化鈉部分(fen)進(jin)行雙極膜電滲析，轉化成鹽(yan)酸(suan)和氫氧化鈉。

如果廢水(shui)(shui)是氯化鈉(na)和硫(liu)酸(suan)鈉(na)的(de)混合物(wu)，雙(shuang)極膜電(dian)滲析出(chu)水(shui)(shui)堿液(ye)為氫氧(yang)化鈉(na)，酸(suan)液(ye)為鹽酸(suan)和硫(liu)酸(suan)混合物(wu)，而且這一(yi)(yi)結果貌(mao)似我們在不改變進水(shui)(shui)的(de)條件下，無法改變系統的(de)出(chu)水(shui)(shui)。而顏海(hai)洋(yang)“In-Situ Combination of Bipolar Membrane Electrodialysis with Monovalent Selective Anion-Exchange Membrane for the Valorization of Mixed Salts into Relatively High-Purity Monoprotic and Diprotic Acids”一(yi)(yi)文中則分享了一(yi)(yi)種思路：

02 碳酸鹽與易結晶物料系統

廢水中若含(han)有大量碳(tan)(tan)酸根，一般(ban)不建(jian)議進入(ru)雙極膜電滲析系(xi)統，因為系(xi)統中碳(tan)(tan)酸根會結合H+產生二氧化碳(tan)(tan)氣泡，影響運行，容易(yi)造成燒(shao)膜。

某(mou)一溶液(ye)由有(you)機(ji)酸(suan)鹽和碳酸(suan)鈉組成，傳統工(gong)(gong)藝(yi)主要(yao)采用連續(xu)離(li)交(jiao)工(gong)(gong)藝(yi)生成有(you)機(ji)酸(suan)產品，實(shi)際生產面臨(lin)兩(liang)個問題：1. 連續(xu)離(li)交(jiao)需要(yao)考慮離(li)交(jiao)廢水處(chu)理(li)，且大量(liang)副產的(de)無機(ji)鹽需要(yao)處(chu)理(li)；2. 連續(xu)離(li)交(jiao)過程中排氣量(liang)大，影響(xiang)設備處(chu)理(li)能力和效果。

改(gai)造工(gong)藝(yi)則(ze)采用雙(shuang)極(ji)膜(mo)電滲析，過程中控(kong)制鹽室(shi)的pH，控(kong)制碳(tan)酸(suan)根僅僅轉化(hua)為(wei)碳(tan)酸(suan)氫根，可(ke)以(yi)有效降低離交的負荷。其次工(gong)藝(yi)還(huan)可(ke)繼續(xu)延伸(shen)，當(dang)碳(tan)酸(suan)鈉(na)轉化(hua)為(wei)碳(tan)酸(suan)氫鈉(na)時，它被剝離出系統，碳(tan)酸(suan)氫鈉(na)而又可(ke)以(yi)分(fen)解(jie)成碳(tan)酸(suan)鈉(na)和二氧化(hua)碳(tan)，再(zai)進(jin)雙(shuang)極(ji)膜(mo)。

現在有(you)機鹽(yan)產品的雙極膜(mo)清潔生產案例應用越來越多，其中(zhong)溶液組(zu)成和性質具有(you)特殊(shu)性的類似系統不少(shao)，過程(cheng)中(zhong)需要控制核(he)心工藝參數。

比如酒(jiu)(jiu)石酸鈉(na)的雙極膜系統(tong)，在30℃條件下，酒(jiu)(jiu)石酸溶(rong)解度為(wei)156g，酒(jiu)(jiu)石酸一鈉(na)為(wei)11g，酒(jiu)(jiu)石酸二(er)鈉(na)為(wei)60.9g，顯然(ran)這(zhe)個雙極膜系統(tong)，其核心的點(dian)是酒(jiu)(jiu)石酸一鈉(na)的溶(rong)解度，系統(tong)可以考慮降(jiang)低物(wu)料進水濃度，或(huo)者控(kong)制系統(tong)的轉化終點(dian)。

03 要求高純度的系統

高鹽廢水的無機鹽資源化做成酸和堿(jian)，酸堿(jian)的濃度、品質等會受到(dao)關注。有機鹽的清(qing)潔生產過程，有機產品的純度、酸堿(jian)液純度會受到(dao)關注。這(zhe)個絕大部分取決于雙(shuang)極(ji)膜(mo)(mo)電滲析系(xi)統所配(pei)套(tao)的雙(shuang)極(ji)膜(mo)(mo)、陽(yang)膜(mo)(mo)、陰膜(mo)(mo)的性(xing)能(neng)，其次它也受工(gong)藝(yi)設計的產品濃度等工(gong)藝(yi)因素影響。

以TPAOH的(de)(de)生(sheng)產，除了(le)常規(gui)的(de)(de)電解(jie)法，目前(qian)還(huan)有雙(shuang)極膜(mo)(mo)電滲(shen)(shen)析工藝，可以兩隔(ge)室和(he)三(san)隔(ge)室。電解(jie)法存在膜(mo)(mo)的(de)(de)使用壽命、系(xi)統占地和(he)規(gui)模受(shou)限等(deng)問(wen)題，雙(shuang)極膜(mo)(mo)電滲(shen)(shen)析則會遇到TPAOH純度的(de)(de)問(wen)題。

TPABr用(yong)傳統的(de)(de)二(er)(er)隔室(shi)雙極(ji)(ji)膜工藝(yi)，產(chan)品(pin)要求轉化徹底，TPAOH產(chan)品(pin)中(zhong)盡(jin)量不含Br，所以二(er)(er)隔室(shi)雙極(ji)(ji)膜工藝(yi)要求較高，實(shi)際工藝(yi)系統做(zuo)出來的(de)(de)TPAOH產(chan)品(pin)中(zhong)含有800-1000ppm的(de)(de)Br離子。

而余杰的上(shang)述研究(jiu)發現，基于結果原因的分(fen)析，他(ta)將雙極膜的組裝形式做(zuo)一(yi)些調整(zheng)，最終有效地降低TPAOH產品中Br的含(han)量（約400ppm）。

工(gong)業系(xi)統(tong)高(gao)鹽廢水資源化(hua)(hua)的雙極膜電滲析應用，其變(bian)化(hua)(hua)的形(xing)式相(xiang)對單一。化(hua)(hua)工(gong)產(chan)品清潔生產(chan)系(xi)統(tong)雙極膜的應用則比較多(duo)樣化(hua)(hua)，需要(yao)結合(he)前(qian)端生產(chan)和(he)客戶(hu)需求來進行設計，這種往往最終能形(xing)成有競爭力的新的生產(chan)工(gong)藝。

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