电渗析法资源化提钒废水的研究

发布时间：2020-07-05 05:20

【摘要】：本文综合地评述了当前高盐废水排放对生态平衡和人类健康带来的危害,对目前国内外高盐废水处理技术(生物法、热法、膜法)进行了归纳总结,并探究了电渗析技术处理高盐废水的工艺前景。课题以钢铁厂制钒过程中提钒废水(含高浓度的硫酸钠和钒酸根)的为研究对象,设计了一种实现高盐废水制盐和淡水回收的零排放绿色化工工艺。针对工艺过程做了如下三方面的问题尝试性探究。第一部分是采用离子交换技术对高盐废水的预处理,探究和寻找离子交换树脂除钒最佳工艺条件,包括树脂种类的选择,吸附与解析的操作条件优化。第二部分是对采用电渗析技术处理高浓度盐水的全面研究,包括确定操作分级点(电渗析浓缩和淡化的两级分界点),考察电流密度、膜种类对电渗析工艺过程中的电流效率、能耗、脱盐率和水回收率的影响。最后,在前面工作基础上,对电渗析技术资源化方案做出经济性评估,为工艺规模放大和商业化投资提供参考。离子交换树脂除钒结果表明,相比树脂201*7而言,采用D301树脂回收水中的钒酸根更为合适。D301不仅可以有效回收钒酸根,达到电渗析进料液的要求,而且树脂解析回收率要优于201*7。对树脂D301解析剂(NaOH)浓度为1M,体积为2倍的树脂体积时,经济效益最为合理,解析率可达88%。电渗析资源化实验结果表明：不管淡化产水段(第一部分除盐)还是浓缩制盐段(第二部分制盐),均相膜堆的电流效率和能耗要优于异相膜堆,但是水回收率和除盐率相差不大。由于膜成本原因,采用国产膜堆制盐的总成本远远低于国外膜堆,如30 mA/cm2时制盐成本分别为0.4172元/kg和1.4330元/kg。从实验结果和成本核算结果表明,本文提出的电渗析法资源化提钒废水工艺有着令人期望的应用前景。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X756

【参考文献】

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本文编号：2742146