电渗析浓缩煤化工浓水中试试验研究

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