電滲析技術(shù)在高鹽廢水脫鹽與資源回收中的應(yīng)用
一、引言
高鹽廢水常見于化工、印染、海水淡化等行業(yè),其高含鹽量導致常規(guī)生化處理難以奏效。電滲析(Electrodialysis, ED)作為一種膜法分離技術(shù),通過陰陽離子交換膜的選擇性遷移實現(xiàn)脫鹽,近年來因其低能耗、可回收鹽分而受到廣泛關(guān)注。
二、技術(shù)原理
電滲析基于離子在直流電場下的定向遷移,借助陰陽離子交換膜的隔離作用,將水中鹽類(如NaCl、CaSO?)從稀釋室遷移到濃水室,從而實現(xiàn)脫鹽。其核心組件包括:
陰陽離子交換膜;
電極系統(tǒng);
多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
三、工藝流程
預(yù)處理階段:去除懸浮物、膠體及部分有機物;
電滲析單元:多級膜堆運行,控制電流密度與流速;
濃液回收或結(jié)晶:用于回收NaCl等工業(yè)原料;
淡水回用:達到工業(yè)用水標準后回用于生產(chǎn)。
四、關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化
影響ED效率的關(guān)鍵參數(shù)包括:
電流密度:過高易造成膜燒結(jié),一般控制在50–200 mA/cm2;
水流速率:影響傳質(zhì)效率,通常為5–15 L/m2·h;
進水TDS濃度:適用于5000–50000 mg/L范圍;
膜類型選擇:根據(jù)目標離子種類選擇合適交換膜。
五、實際應(yīng)用案例
某化工企業(yè)采用ED系統(tǒng)處理反滲透濃水(TDS約20000 mg/L),經(jīng)四級膜堆處理后淡水TDS降至1000 mg/L以下,濃水NaCl濃度達12%,可用于氯堿工業(yè)原料回收。年節(jié)約用水量超10萬噸,減排鹽分近200噸。
六、未來發(fā)展方向
開發(fā)耐污染、抗結(jié)垢的新型離子交換膜;
探索ED與MVR、RO耦合構(gòu)建“零排放”系統(tǒng);
結(jié)合AI優(yōu)化電控策略,提升能效;
拓展至食品、醫(yī)藥等行業(yè)的高價值鹽回收場景。