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文档简介
电渗析浓缩煤化工浓水中试试验研究
中国的煤炭项目主要集中在陕西省和甘肃省的交界处,以及生态环境薄弱的陕西省和甘肃省。1试验部分1.1ed水质试验进水为内蒙古某煤化工集团膜浓缩车间经过软化除硅、除COD等预处理的反渗透浓水,其TDS20000~30000mg/L、Na1.2试验内容1.2.1电渗析浓缩结合反渗透ED中试设备采用某进口品牌均相离子膜片,含120对阴阳离子膜对,阴膜及阳膜面积均为0.5m在电场作用下利用阴阳离子交换膜对阴阳离子的选择透过性,使得溶解性电解质由脱盐侧流股向浓缩侧流股迁移,从而实现浓缩侧的浓缩和脱盐侧的脱盐作用。在正常运行生产过程中,原料水进入脱盐水槽,经泵输入电渗析膜堆,而后返回脱盐水槽,在溢流侧形成脱盐水产品;在电渗析膜堆中电场作用下,盐分离子和水分子迁移进入浓缩室,随着循环浓缩水返回浓缩水槽,溢流形成浓缩水产品,浓缩水槽无需原料水补充。1.2.2ed各平米膜的通量装置连接完成,并完成相应的检查后连续进水,进水量为1~2m相关指标计算见式(1)~式(4)。ED对TDS缩倍数:ED脱盐量:ED每平米膜对盐迁移量:ED离子通量:式中:N———浓缩倍数;ρρP———脱盐量,kg/h;QρQE———膜对单位面积的脱盐量,g/(mn———ED膜堆阴阳离子膜对数,本中试试验ED膜堆120;1.2.3分析pH,玻璃电极法,《水质pH的测定玻璃电极法》(GB/T6920—1986);TDS,重量法,《水和废水监测分析方法》(4版)2试验结果与讨论2.1ed对tds的浓缩效果ED对盐分的浓缩效果直接关系到蒸发器处理规模及投资和运行成本,属于ED性能重点考察指标。重点考察了ED对TDS的浓缩效果。数据显示,ED中试设备调试运行稳定后,ED对TDS浓缩效果较理想,其浓水TDS质量浓度超过170000mg/L,最高可达236000mg/L,浓缩倍数为7~8倍。因此ED浓水可直接进蒸发结晶段,省去蒸发浓缩段,极大降低了蒸发设计规模及运行能耗,经济效益显著。在中试试验过程中发现,浓盐水水质对ED浓缩TDS的效果有较大影响,分析原因可能是ED对不同的离子呈现不同的浓缩效果。试验也考察了ED对主要离子即Na从图2可以看出,ED对Cl2.2主要离子sd膜的离子通量离子通量是ED设备重要的设计参数,试验重点考察了Na造成三种离子通量差异性的原因是,Na2.3ed对硅的分散特征及集成特征ED抗污染性能在很大程度上取决于对有机物及硅的浓缩特征。对这些污染物浓缩倍数越低,ED抗污染性能就越强。因此有必要研究这些污染物在ED浓水室分布特征。由于中试所用的浓盐水中Cl在ED进水硅质量浓度为29.9~69.6mg/L条件下,ED浓水硅质量浓度为14.1~33.3mg/L,浓缩倍数0.31~0.86。可知ED对硅基本没有浓缩效果。ED浓水硅浓度低于进水硅浓度,硅主要集中在ED淡水侧,呈现“反向”富集特征。这是因为硅不带电,不能通过ED膜,均留在了淡水室。基于上述分析,ED在浓缩盐分的过程中,具有较好的抗污染能力。2.4ed性能分析ED的脱盐电耗及膜对盐迁移量是评估ED性能的重要指标,其脱盐电耗为0.26~0.34kW·h/kg,膜对盐迁移量为430~590g/(m3ed浓缩盐的经济作用(1)ED对煤化工浓盐水中的盐分有较好的浓缩效果,对TDS浓缩倍数一般为7~8倍,浓缩后TDS质量浓度超过170000mg/L,最高可达236000mg/L。因此经ED浓缩后的浓水可直接进蒸发结晶段,省去浓缩段,具有显著经济效益。(2)ED对浓盐水中主要离子即Na(3)ED对有机物有一定的浓缩作用,基本为TDS浓缩倍数的一半;对硅呈现“反向”富集特征。因此,ED在浓缩盐分的过程中,具有较好的抗污染能力。(4
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