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含酸廢水的資源化思路

來源:      日期:2020/9/28 9:59:16

目前國內圍繞廢鹽、廢酸、廢渣的政策和會議不少,這三廢確實是環保末端處理的幾個熱點和難點。

 

 


國內廢酸系統多以無機廢酸為主,約占60-70%,其余為有機酸,廢酸年產生量上億噸。化工、鋼鐵企業、金屬加工、輕工業、石油冶煉業、纖維工業、礦產加工業、蓄電池工業等領域,往往是廢酸處理的需求集中地。
針對于廢酸處理,目前國內方向可以說大致三點:無害化、減量化、資源化。
實際上國內將近40%的廢酸液被簡單中和處理,一定程度上造成酸資源的浪費。而資源化是膜界較為推崇的處理方式,在這類系統中,基本是考慮酸的回收和循環利用。
用膜技術來處理廢酸,主要介紹涉及離子交換膜的兩種處理工藝

1

擴散滲析-DD

 

擴散滲析,顧名思義,主要由濃度差擴散而回收酸,但是核心部分是配套陰離子交換膜,利用膜的選擇透過性,可以有效實現廢酸的回收。

 

酸的種類可以包括:HF、硝酸、硫酸、鹽酸等單一或混合組分。

 

擴散滲析的原理如下:

 

圖片 5.png 

 

在鋼鐵、金屬加工等行業,廢酸系統往往還混有其它重金屬離子雜質,擴散滲析在實現酸回收的同時,還能實現大部分金屬離子的截留,可以得到純度相對較高的酸液,滿足回用標準。

 

擴散滲析回收酸系統完全靠膜性能和濃度差實現酸的回收,系統配套簡單,常壓運行、運行成本非常低,主要為輸送泵的能耗費用。系統配套基本組成如下:

 

圖片 6.png 

 

從擴散滲析工藝流程可知:1. 廢酸流向和純水循環流向相反,目的是提高酸回收率;2. 純水工藝配套了加熱系統,主要目的是降低溶液溶氧量和提高回收效率。

 

由于擴散滲析主要靠濃度差,所以針對于廢酸系統,廢酸的進水濃度需要具有一定的要求,一般H+濃度為2至8mol/L,此時對于系統酸的回收率常規為60-90%。

 

目前國內外擁有擴散滲析技術的廠家非常多,技術相對成熟,其中以中國、美國、日本、德國為主。以美國某企業產品和工程為例:

 

 

 

 

國內做離子交換膜基本也涉及擴散滲析,且擴散滲析設備多為板式結構。此外,部分廠家如安徽某企業、江蘇某企業也做過一些卷式擴散滲析的嘗試,但是配件的配套、裝備的封裝、性能的實現等與預期存在偏差,從而沒能實現有效的商業化。

 

圖片 9.png 

 

上述提到的多個廢酸領域,國內擴散滲析整體都有相關的應用案例,如:

 

 

 

 

基于這么多行業項目應用,不同的系統具體能做到什么樣的程度?廢酸處理的效果整體跟膜性能、配件性能、工程設計等均有關系。配上部分廠家的宣傳資料:

 

 

 

 

基于擴散滲析這樣的一項技術,針對于廢酸濃度較高的系統,回收大部分廢酸后,剩余的廢酸液處理起來難度就降低了很多。

 

 

 

2

電驅動膜技術-ED

 

另一項常用的酸回收、濃縮技術為電驅動膜技術。

 

電驅動膜技術與擴散滲析原理存在本質上的差異,一個是靠電驅動,一個是靠濃差驅動,但是兩個系統配套的膜都是離子交換膜。

 

ED主要針對于酸濃度0.1N-2.0N的廢酸回收,整體與擴散滲析存在一定的互補性。ED實現酸回收的同時,還能實現酸的濃縮,鹽酸、氫氟酸、硝酸濃縮濃度一般為8-15%,硫酸濃縮濃度一般為10-20%。

 

圖片 15.png 

 

 

目前國內ED回收稀酸、稀酸濃縮回用技術成熟,已運行的項目也比較多,江浙、廣東、河北等地均有多個項目報道。

 

3

展望

 

利用膜技術來實現廢酸的資源化,除了擴散滲析、電驅動膜技術,其實膜蒸餾、震動膜等也能實現廢酸的回收甚至濃縮。

 

而從目前技術成熟度、市場占有率而言,DD、ED技術是實現稀酸、濃酸的回收與資源化非常有效的手段。

 

對付廢酸,已然是束手也有策!

 

 

——— / 愿你此生盡興、赤誠善良!/ ———


本文轉自

六爺 膜法水處理札記


 

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