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2025

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電滲析技術在硝酸鈉(nà)等鹽(yán)分濃縮中的應用及蒸發體量減(jiǎn)少策略

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在化(huà)工、稀土(tǔ)催化劑、煉油催化劑等行業中,硝酸(suān)鈉(nà)等鹽分的廢水處理一直是一個難題。傳統的蒸發濃縮(suō)方法雖然有效,但能耗高、設備投資大,且易產生結垢等問題。電滲析技術作為一種高效的膜分離技術,近年來在硝酸鈉等鹽分的濃縮中展現出巨(jù)大的應用潛力,能夠有效減少蒸發體量,降低處理成本(běn)。

一、電滲析技術原理及優勢

(一(yī))電滲析技術原理

電滲(shèn)析(xī)技術利用離子交換膜的選擇透過性,在外加直流電場作用下(xià),使溶液中的陰陽離子定向遷移並選(xuǎn)擇性透過膜。在電滲析器內部,多組交替排列的陰、陽離子交換膜將溶液分(fèn)隔成濃水室和淡水(shuǐ)室。陽離子穿過陽膜向(xiàng)負(fù)極方向運動,陰離子穿過陰膜向正極方向運動,從而在濃水室中形成高濃(nóng)度的鹽溶液(yè),在淡水室中得到低鹽度的淡水。

(二)電滲析技術優(yōu)勢

  1. 高效濃(nóng)縮:電滲析技術能夠將硝酸鈉等鹽分從低濃度溶液中高效濃縮到較高濃度,減少後續蒸發處理的(de)體量。
  2. 節能環保:與傳統的蒸發濃縮方法相比(bǐ),電滲析技術能耗較低,且不會(huì)產生大量的二次汙染物。
  3. 操(cāo)作簡(jiǎn)便:電滲析(xī)裝置結(jié)構相對簡單,操作(zuò)方便,易於維護和保養。
  4. 適應(yīng)性強:電滲析技術對原水的預處理要求(qiú)較低,能夠適應不同濃度和成分的硝酸鈉廢水處理。

、電滲析(xī)技術在硝酸鈉等鹽分濃縮(suō)中的應用案例

(一)稀土催化劑行業硝酸鈉廢水處理

在稀土氧化物催化(huà)劑生產過程中,會產生大量3%—5%的硝酸鈉廢水。采(cǎi)用均相膜電滲析裝置可將硝酸鈉濃縮到20%以上,進(jìn)入蒸發係統進行(háng)進一步處理。該工藝解決了異(yì)相膜和部(bù)分進口均相膜濃縮(suō)倍數不高、不耐金(jīn)屬離(lí)子汙染的(de)問(wèn)題(tí),同時實現(xiàn)了含(hán)硝酸鈉廢水零排放及資源化利用。

(二)煉油催化劑行業硝酸銨廢水處(chù)理

煉油催化劑生產過程(chéng)中(zhōng)會(huì)產生(shēng)3%左右的硝酸銨廢水。采用均相膜電(diàn)滲析裝置進行濃縮淡化,濃水硝酸銨濃度(dù)達到20%後進入蒸發(fā)係統,電滲析淡水經反滲透處理後回(huí)用,實現了含硝酸銨廢水資源化利(lì)用(yòng)及零排放。

(三)其他鹽(yán)分濃縮應用

除了硝酸鈉和硝酸銨,電滲(shèn)析技(jì)術還可用於氯化銨、溴化鈉等其他鹽分的濃縮。例如,在納米鋯行業中,采用均相膜(mó)電滲析裝置處(chù)理氯化銨廢水,電滲(shèn)析濃水含17%氯化銨進入MVR蒸發係統生產氯化銨固體出售,電滲析淡水經(jīng)再處理後返回車間回用。

三(sān)減少蒸發(fā)體量的策略

(一)優化電滲析工藝參數

通過優化電滲析的操作電(diàn)流、電壓、流量等工藝(yì)參數,可以提高電滲析的濃縮效率,減少進入蒸發係統的廢水體量。例如,適當提高操作電流和電壓可以加快離子的遷移速度,提高濃縮倍數。

(二)采用多級電滲析(xī)串聯

采用多級電滲析串聯的方式,可以逐步提高硝酸鈉等鹽分(fèn)的濃度,減少最(zuì)終進入蒸發係統的廢水體量。每一級(jí)電滲析器都將廢水(shuǐ)中的鹽分進(jìn)一步濃縮,使得後續(xù)蒸發處理的負擔減輕。

(三(sān))結合其他分離技術

將電滲析技術與其他分離技術(shù)如擴散滲析、反滲透等相結合,可以實現更高效的(de)鹽分濃縮和廢水回(huí)用。例如,先采(cǎi)用擴散滲(shèn)析技術去除廢(fèi)水中的(de)大部分遊離酸,再利用電滲析技術對滲析殘液進(jìn)行進一步濃縮,最後將濃(nóng)水送入蒸發係統處理。

(四)提高蒸發係統的效率

雖然電滲(shèn)析技術可以減少蒸發體量,但蒸發係統仍然(rán)是處理高濃度鹽溶液的關鍵環節。通過采用先進(jìn)的蒸發技術如MVR蒸發、多(duō)效蒸發等(děng),可以提(tí)高蒸發係統的(de)效率(lǜ),降低能耗和運行成本。

、結論與(yǔ)展望

電滲析技術在硝酸鈉等鹽分的濃縮中具有重(chóng)要的應用價(jià)值(zhí),能夠有效減少蒸發體量,降(jiàng)低處理成本。通過優化電滲析工藝(yì)參數、采(cǎi)用多級電(diàn)滲析串聯、結合其他分離技術以及提高蒸發係統的效率等策略,可以進一步提高電滲析技術的處理效果和經濟性。未來,隨著膜材料的不斷優化(huà)和電滲析技術的不斷發展,其在(zài)硝酸(suān)鈉(nà)等鹽分濃縮中的應用前景(jǐng)將更加廣闊,有(yǒu)望(wàng)為化工、稀土催化劑、煉油催化(huà)劑等行業的廢水處理提供(gòng)更加高效、環保的解決方案。

 

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