⑷处理废水的电渗析器的特点
目前电渗析在海水或苦咸水淡化和某些工业用水的精制等应用中都已有大型装置投入生产性运行,而在废水处理中的应用还相对较少,应注意以下三点:
①在给水处理中应用的电渗析器,只回收淡水和只关注淡水水质,水的回收率一般为50%~70%;而应用电渗析处理废水时,有时淡水和浓水均可回收利用,水的回收率高,有时浓水的利用价值高于淡水。
②在给水处理中应用的电渗析器只含有阳膜和阴膜,并以膜对的形式存在,而在废水处理中,电渗透析器用膜的种类较多,有阳膜、阳膜、中性膜和复合膜等,根据处理对象组成和处理目的的不同而有不同的膜组合形式。
③在给水处理中,关注电渗析电极反应多半是为了防止电极反应的负面影响,而在废水处理中,有时是利用电极反应来达到处理废水和回收有用物质的目的。
⑸电渗析在废水处理中的应用
电镀废水中含有铜、锌、镍等重金属和氰化物,未经处理而直接排放,会污染环境,目前已经许多电镀车间应用电渗析处理电镀废水取得了较好的效果,既回收了重金属,又使水的重复利用率有较大的提高。
⑹电渗析器工艺设计
目前,电渗析器有系列产品规格,可根据淡水产量与处理要求确定合理的设计参数,选用所需电渗析器的台数以及并联或串联的组装方式。
1.9.3反渗透
⑴原理
用膜法分离溶液时,使溶剂通过膜的方法称为渗透。水通过膜由稀溶液进入浓溶液的过程称为自然渗透。在浓溶液一侧施加压力,使浓溶液中的水通过膜进入称溶液的过程称为反渗透。
目前的反渗透膜的传质机理有:溶解扩散理论、优先吸附——毛细孔流理论和氢键理论。
⑵反渗透膜及反渗透装置
①反渗透膜
ⅰ结构:是一种只允许水分子通过的半透膜,厚度一般为100~200钠米,具有不对称的断面结构,主要包括三层:表面致密层,孔径约8~10埃,厚度约为1~10微米,脱盐主要在这一层,另一面为多孔支撑层,结构疏松,孔径约1000~4000埃,两者之间为中间过渡层,孔径约200埃。
ⅱ性能:反渗透分离的关键是要求反渗透膜具有较高的透水速度和脱盐性能,则反渗透膜所应具有的性能为:单位膜面积的透水速度快,脱盐率高;机械强度好;化学稳定性好,耐酸碱、耐高温和微生物的侵蚀,耐污染;使用寿命长,性能衰降小,原料充沛,价格低,制膜工艺较简单。
ⅲ分类:
按材料分为:纤维素膜和非纤维素膜。
按结构分为:不对称膜和复合膜。
按外形分为:膜片和中空纤维。水处理中常用以下膜:
②反渗透装置:有板框式、管式、卷式、中空纤维式、盘式或碟式等。
ⅰ板框式反渗透器
优点:装置牢固,能承受高压。缺点:液流状态差,易形成浓差极化,设备费用及占地面积大。
ⅱ管式反渗透器
优点:进水流动状态好,易安装,易清洗,易拆换。缺点:单位面积内的体积很小,占地面积较大。
ⅲ卷式反渗透器
优点:单位体积内的膜装载面积大,进水流动状态好,结构紧凑。缺点:进水预处理要求严格,否则易堵塞。
ⅳ中空纤维式反渗透器:
优点:在单位体积内的膜装载面积大,无须承压材料,结构紧凑。缺点:容易堵塞,清洗困难,对进水的预处理要求最严,污染指数要求≤3。
⑶反渗透处理的工艺参数
①原液状态参数:包括总含盐量、各组分含量、pH值、温度、悬浮物、黏度和微生物量等。
②膜性能参数:包括膜的脱盐性能、机械强度、pH值稳定范围和耐热性等。
③化学工程参数:包括产水量、产水水质、操作压力、原液流速、膜清洗、膜更换和能耗等。
⑷反渗透在废水处理中的应用
目前反渗透已应用在处理电镀废水(镀镍、镀铬废水)、食品加工废水、制糖废水、水产品加工废水以及某些污水的深度处理等。