丙烯酸丁酯废水电渗析—双极膜电渗析回收酸碱工艺中试研究

发布时间：2023-08-03 20:19

　　本文采用中试规模的电渗析－双极膜电渗析装置对预处理后的丙烯酸丁酯废水进行浓缩和回收有机酸，考察了料液温度、膜堆操作电压等工艺条件对电渗析过程的影响，在此基础上针对不同操作电压评价了双极膜电渗析回收有机酸的成本，获得了优化工艺参数，得到以下主要结论： （1）电渗析在优化工艺条件下（25℃～30℃，40V，膜面流速为3.3cm/s），可将丙烯酸丁酯废水的有机酸盐浓度从0.322mol/L，浓缩到2.02mol/L。 （2）运行温度对双极膜电渗析的平均电流密度、电流效率、单位有机酸的能耗均有显著影响，25℃优于20℃，更适合双极膜电渗析的运行。 （3）提高料室与酸室初始溶液体积比是提高双极膜电渗析酸室有机酸浓度的有效方法。当料室与酸室初始溶液体积比从2:1增加到5:1，平均电流密度从30.82mA/cm2线性增加到36.98mA/cm2；电流效率稳定由75%降到46%，生产单位有机酸的能耗从0.11kWh/mol增加到0.18kWh/mol再降为0.16kWh/mol，回收有机酸浓度从1.45mol/L升高到2.74mol/L。 （4）提高酸室初始有机酸浓度到50000mg/L和100000...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 丙烯酸丁酯废水水质特点及处理技术研究
        1.1.1 丙烯酸丁酯废水水质特点
        1.1.2 丙烯酸酯废水处理技术研究现状
    1.2 双极膜电渗析技术研究及应用现状
        1.2.1 双极膜电渗析的原理
        1.2.2 双极膜电渗析技术在环保领域中的应用
        1.2.3 双极膜电渗析技术在其他领域中的应用
    1.3 研究目的与内容
        1.3.1 研究目的和意义
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
2 丙烯酸丁酯废水电渗析浓缩中试研究
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试验装置
        2.2.2 试验材料
        2.2.3 试验方法
    2.3 温度对浓缩电渗析效果的影响
        2.3.1 温度对电流密度的影响
        2.3.2 不同温度对各室有机酸盐浓度、电导率及 pH 的影响
        2.3.3 不同温度对电流效率的影响
        2.3.4 不同温度对电渗析能耗的影响
        2.3.5 不同温度对水迁移的影响
        2.3.6 不同温度对浓缩浓度的影响
        2.3.7 小结
    2.4 操作电压对电渗析浓缩的影响
        2.4.1 电压对电流密度的影响
        2.4.2 不同电压对有机酸盐浓度、电导率及 pH 的影响
        2.4.3 不同电压对电流效率的影响
        2.4.4 对电渗析能耗的影响
        2.4.5 对浓缩浓度的影响
        2.4.6 小结
    2.5 极限电流的测定
        2.5.1 不同浓度及膜面流速下的电流电压曲线
        2.5.2 不同浓度及膜面流速下的极限电流
        2.5.3 极限电流公式
    2.6 电渗析浓缩优化参数的确定
    2.7 小结
3 丙烯酸丁酷废水双极膜电渗析中试研究
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验装置
        3.2.2 试验材料
        3.2.3 试验方法
        3.2.4 数据处理方法
    3.3. 操作温度对双极膜电渗析的影响
        3.3.1 对电流密度的影响
        3.3.2 对各室有机酸（盐）浓度、电导率及pH的影响
        3.3.3 对电流效率的影响
        3.3.4 对电渗析能耗的影响
        3.3.5 对碱室氢氧化钠浓度的影响
        3.3.6 对水迁移量度的影响
        3.3.7 对碱室溶液有机酸跟离子浓度的影响
        3.3.8 小结
    3.4 操作电压对双极膜电渗析的影响
        3.4.1 对电流密度的影响
        3.4.2 对各室有机酸浓度、电导率及pH的影响
        3.4.3 对电流效率的影响
        3.4.4 对电渗析能耗的影响
        3.4.5 对水迁移的影响
        3.4.6 对碱浓度的影响
        3.4.7 对碱室溶液有机酸根离子浓度的影响
        3.4.8 小结
    3.5 循环体积比对双极膜电渗析的影响
        3.5.1 对电流密度的影响
        3.5.2 对各室有机酸（盐）浓度、电导率及 pH 的影响
        3.5.3 对电流效率的影响
        3.5.4 对电渗析能耗的影响
        3.5.5 对水迁移的影响
        3.5.6 对碱浓度的影响
        3.5.7 对碱室溶液有机酸根离子浓度的影响
        3.5.8 小结
    3.6 酸室初始有机酸浓度对双极膜电渗析的影响
        3.6.1 对电流密度的影响
        3.6.2 对各室有机酸浓度、电导率及 pH 的影响
        3.6.3 对电流效率的影响
        3.6.4 对电渗析能耗的影响
        3.6.5 对水迁移的影响
        3.6.6 对碱室碱浓度的影响
        3.6.7 对碱室溶液有机酸根离子浓度的影响
    3.7 小结
4 丙烯酸丁酯废水电渗析—双极膜电渗析回收酸碱工艺运行成本分析
    4.1 前言
    4.2 工艺运行成本分析的主要依据
    4.3 操作电压对工艺运行成本的影响
        4.3.1 不同操作电压下的电渗析浓缩装置运行成本计算
        4.3.2 不同操作电压下的双极膜电渗析装置运行成本计算
    4.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3838745