山东天维膜技术有限公司高盐废水资源化利用
2016-03-22 11:08:07 来源：王秀
一、超滤、纳滤、反渗透装置
超滤膜是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。一般纳滤膜对二价离子的脱除率达90%以上。
反渗透膜系统选用进口低压、超低压卷式复合膜，采用多级预过滤系统、反渗透系统，它不仅可去除水中的无机离子、胶体、微生物，还可以去除水中几乎全部有机物，无机物和热源等。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的*终水质指标要求。（对纯度要求更高的超纯水可再加混床树脂纯化、电去离子装置（EDI）等工艺设计，确保较高的出水水质和设备的稳定性）。反渗透系统还配置可编程序控制器（PLC），实行自动检测及清洗等。
二、电渗析
基本原理：电渗析设备在外加直流电场的作用下，利用电驱动膜的选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电驱动膜分离淡化器，就是利用多层隔室中的电渗析过程达到使水除盐的目的。
电渗析设备由隔板、电驱动膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。电驱动膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子，阻止阴离子通过；阴膜只允许通过阴离子，阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移。由于电驱动膜分离器是由多层隔室组成，故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，从而使含盐水淡化。
电渗析技术已普遍应用于海水淡化、工业废水处理、医用水处理以及食品发酵、化学工业等领域，并取得了较好的效果，具有显著的社会效益和经济效益。
均相膜电渗析工作原理示意图
电渗析技术已普遍应用于海水淡化、工业废水处理、医用水处理以及食品发酵、化学工业等领域，并取得了较好的效果，具有显著的社会效益和经济效益。
山东天维膜技术有限公司自主开发的均相膜电渗析具有膜面电阻小、电流效率高、能耗低、选择透过性好、收率高等特点。广泛应用于物料分离、发酵液脱色提纯、海水淡化以及煤化工、石油炼化、造纸、化工等行业的废水资源化利用。
1、电渗析在反渗透浓水回用中的应用
随着膜技术的快速发展，反渗透得到越来越广泛的应用，但是反渗透制纯水生产过程中会产生大量的浓水，如果浓水得不到妥善处理而直接排放，必然会造成资源浪费及环境污染。我公司采用电渗析工艺对反渗透浓水进行回收再利用，取得了良好的经济效益和社会效益。
某热电厂反渗透浓水回用工艺流程图
本系统工艺主要采用原反渗透浓水进入倒极电驱动膜分离器系统+二级反渗透+EDI系统。回用水降到电导率1000μS/cm后，进入反渗透系统，达到电导率5μS/cm以内，反渗透产出淡水进入EDI系统，反渗透产出浓水进入倒极电渗析系统。电渗析产出的浓水进入浓缩水箱。EDI产出浓水进入二级反渗透系统，EDI产出淡水达到15MΩ，进入产水罐。采用本工艺，既为企业解决了电厂锅炉补给用水，又可使企业废水达到零排放。
2、电渗析技术在高盐高COD污水中的应用
在医药中间体及化工厂生产过程中产出大量含有机物的高盐污水，该污水由于含盐量太高，很难进行生化处理达到排放或回用标准。
使用电渗析可以使盐分下降至可生化标准，淡水进入生化。电渗析产出的含盐污水经过电渗析浓缩至12%-15%以上，进入蒸发或MVR系统，*终达到零排放的目的，既为企业解决了高盐废水排放难题，又可以使水资源得到回收利用，节约了资源，提高了企业的经济效益。
3、电渗析技术在甜菜碱行业中的应用
由于采用化学合成法，甜菜碱料液中含有大量的氯化钠。采用电渗析法，利用离子交换膜的选择透过性，外加直流电场的作用，可以有效的除去甜菜碱料液中的氯化钠，达到较好的分离纯化的效果。
电渗析在甜菜碱生产工艺应用示意图
4、双极膜电渗析
双极膜是一种具有特殊功能的离子交换膜，它在电场作用下其中间层发生水解离，产生H+和OH-离子。而双极膜电渗析技术就是将这种特殊功能复合到普通电渗析中，从而实现酸/碱的生产和再生，或者酸化/碱化。将双极膜电渗析技术应用于传统有机酸或有机碱的生产/再生产过程中，不仅可以实现有机酸盐或有机碱盐的转化，而且产生的NaOH或HCl可以回用于生产过程中，双极膜电渗析将会在清洁生产和资源回收方面发挥着越来越重要的作用。
双极膜电渗析工作原理
5、双极膜电渗析在有机酸生产中的应用
传统的有机酸发酵生产下游处理工艺大多采用离子交换法。离子交换法是使有机酸盐溶液通过酸型阳离子交换柱，其中金属离子与阳离子交换树脂上的氢交换，从而转化成有机酸。 这种方法所用的离子交换柱体积庞大，离子交换树脂需反复再生，操作复杂，还要消耗大量的酸碱和洗涤用水，并产生大量废液。
若用双极膜电渗析直接从发酵液生产有机酸，借助于双极膜离解的H+将发酵液中的有机酸根转化为有机酸，离解的OH-和发酵液中的阳离子结合形成碱，再回用于发酵。这样*程度地减少废物排放、环境污染，降低化工原料和能源消耗，具有显著的工业应用价值和环境效益；且过程简单，产品回收率和纯度高，而由此导致的产品质量提高所带来的经济效益更为显著。
目前，由我公司自主研发的年产1万平方米双极膜生产线已建设完成，可广泛应用于有机酸、烧碱的生产，实现高盐废水零排放、资源化利用。
双极膜电渗析在有机酸生产工艺中的应用示意图
三、主要产品及应用：
主要膜产品有扩散渗析酸（碱）分离阴（阳）膜、电渗析均相阴（阳）膜和双极膜
主要设备产品有酸（碱）分离扩散渗析器、均相膜电渗析器以及双极膜电渗析器
均相膜电渗析器 双极膜电渗析器
用于海水/苦咸水淡化、海水综合利用、 用于有机酸的生产、有机碱的生产、酸
反渗透浓水回收利用、物料脱盐、工 性气体的脱除、含盐废水的资源化利
业废水净化处理、电镀废水回收等领域。 用、食品和化工中的清洁生产和分离等。
碱分离扩散渗析器 酸分离扩散渗析器
用于碱与金属盐混合液的分离、提纯， 用于钢铁、化成箔、蓄电池、湿法冶金、
应用于碱法金属冶炼、有机化工、印 多晶硅、电镀、石墨、稀土及其他有色 染等行业的废碱回收。 金属冶炼等工业领域的废酸回收。
纳滤、反渗透系统 中空纤维超滤系统
中空纤维超滤系统：用于反渗透设备预处理、自来水净化处理、海水淡化处理、废水回用的净化处理以及去除水中的胶体和细菌、果酒和啤酒等酒类的精制等。
纳滤、反渗透系统：用于废水处理、染料脱盐、物料的纯化与浓缩、中水及工业废水的回用，应用于医药、制剂、饮料食品、冶金电子、化工等行业。
山东天维膜技术有限公司隶属于山东省海洋化工科学研究院，中国膜工业协会常务理事单位，国家火炬计划重点高新技术企业，山东省企业院士工作站，国家“863”项目主承担单位；*从事各种分离膜及水处理设备的研究、开发，拥有具有自主知识产权的均相膜生产技术，其生产工艺和产品质量均达国际先进水平；系列荷电膜产品已被列入国家“十二五”战略计划中。
依托于山东天维膜技术有限公司成立的山东省荷电膜示范工程技术研究中心是山东省政府认证挂牌的省级工程技术研究中心，是国内荷电膜研究力量*强的技术开发集中地。国内*膜分离专家高从堦院士，清华大学、中国科技大学、中国海洋大学等多位*专家教授担任首席专家。主要产品有：均相阴（阳）膜及其扩散渗析器、均相膜电渗析器、双极膜电渗析器及超滤、纳滤、反渗透系统。产品广泛应用于海水淡化、反渗透浓水回用、有机酸生产及电子铝箔、钢铁、湿法冶金、化工分离等领域的废酸、废碱、高盐废水处理。
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