Электродиализ (ЭД) — это процесс, который использует полупроницаемую мембрану и электрическое поле постоянного тока для избирательного переноса заряженных частиц растворенного вещества (например, ионов) из раствора. Этот процесс разделения концентрирует, разбавляет, очищает и убирает заряженные растворенные вещества из воды и других незаряженных компонентов. Электродиализ превратился в крупномасштабную химическую операцию и играет важную роль в технологии мембранного разделения. Он широко применяется в таких отраслях, как химическое опреснение, опреснение морской воды, пищевая и фармацевтическая промышленность, а также очистка сточных вод. В некоторых регионах он стал основным методом получения питьевой воды. Он предлагает такие преимущества, как низкое потребление энергии, значительные экономические выгоды, простая предварительная обработка, долговечное оборудование, гибкая конструкция системы, простота эксплуатации и обслуживания, чистый процесс, низкое потребление химикатов, минимальное загрязнение окружающей среды, длительный срок службы устройства и высокие показатели извлечения воды (обычно от 65% до 80%).
Распространенные методы электродиализа включают электродеионизацию (ЭДИ), реверсивный электродиализа (ЭДР), электродиализ с жидкими мембранами (ЭДЖМ), высокотемпературный электродиализ, рулонный электродиализ, биполярный мембранный электродиализ и другие.
Электродиализ можно использовать для очистки различных типов сточных вод, включая сточные воды гальванических производств и сточные воды, загрязненные тяжелыми металлами. Его можно использовать для извлечения ионов металлов и других веществ из сточных вод, что позволяет восстанавливать и повторно использовать воду и ценные ресурсы, одновременно снижая загрязнение и выбросы. Исследования показали, что электродиализ может восстанавливать медь, цинк и даже окислять Cr3+ до Cr6+ во время обработки пассивирующих растворов в процессе производства меди. Кроме того, электродиализ сочетается с ионным обменом для восстановления тяжелых металлов и кислот из сточных вод кислотного травления в промышленных применениях. Специально разработанные устройства для электродиализа, использующие как анионообменные, так и катионообменные смолы в качестве наполнителей, использовались для очистки сточных вод с тяжелыми металлами, достигая замкнутого цикла переработки и нулевого сброса. Электродиализ также можно применять для очистки щелочных и органических сточных вод.
Исследования, проведенные в Государственной ключевой лаборатории по контролю за загрязнением и повторному использованию ресурсов в Китае, изучали очистку щелочных промывочных сточных вод, содержащих хвостовой газ хлорирования эпоксидного пропана, с использованием электролиза ионообменной мембраны. Когда напряжение электролиза составляло 5,0 В, а время циркуляции составляло 3 часа, скорость удаления ХПК сточных вод достигала 78%, а скорость восстановления щелочи достигала 73,55%, что является эффективной предварительной обработкой для последующих биохимических установок. Технология электродиализа также использовалась для очистки сточных вод с высокой концентрацией сложных органических кислот, с концентрацией от 3% до 15%, компанией Shandong Luhua Petrochemical Company. Этот метод не дает остатков или вторичного загрязнения, а полученный концентрированный раствор содержит от 20% до 40% кислоты, которую можно перерабатывать и обрабатывать, снижая содержание кислоты в сточных водах до 0,05% - 0,3%. Кроме того, компания Sinopec Sichuan Petrochemical Company использовала специализированное устройство электродиализа для очистки конденсатных сточных вод, достигнув максимальной производительности очистки 36 т/ч, при этом содержание нитрата аммония в концентрированной воде достигло более 20%, а степень извлечения превысила 96%. Массовая доля аммонийного азота в очищенной пресной воде составила ≤40 мг/л, что соответствует экологическим стандартам.
Время публикации: 07-сен-2023
