納濾膜分離在鉬酸銨生產中回收利用含鉬酸性廢水試驗
2014-05-12 18:44:59
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據慧聰網2009年9月10日訊 采用納濾膜分離技術對鉬酸銨生產過程中產生的含鉬酸性廢水進行金屬鉬回收和廢水的回收利用試驗現已取得初步的理想效果。以下是這項試驗的一些基本情況：
試驗
試驗所用酸性廢水為鉬酸銨生產過程中產生的酸性廢水，其pH在2.0～2.5之間，所含金屬離子指標選取2組。
納濾膜係統裝置采用上海某家企業提供的小型中試設備，設備*高操作壓力可達2.5MPa。膜對液體的pH值要求範圍為2～10。膜為管徑30cm的管式複合納濾膜。
試驗過程：首先進行設備調試、試壓以及水通量測試。將原液經過過濾器後加入到納濾膜廢水處理係統，試驗一次采用的原液為200L左右，分次加入。係統排空氣後進行全循環，維持係統穩定運行至少5～10min。循環過程中維持溫度穩定。每隔數分鍾測水通量的變化，當濃縮到一定倍數後，進行加水透析，控製加水透析量，直至達到脫鹽的指標，此時試驗結束，進行設備清洗。
納濾膜的分離原理
納濾過程之所以具有離子選擇性，是由於在膜上或者膜中有負的帶電基團，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。根據文獻說明，可能的荷電密度為0.5～2.0meq/g。
為此，可用道南效應加以解釋——
ηj=μj＋zj·F·<
式中：ηj——電化學勢；
μj——化學勢；
zj——被考查組分的電荷數；
F——每摩爾簡單荷電組分的電荷量（稱為法拉第常數）；
<——相的內電位，並且具有電壓的量綱。
式中的電化學勢不同於熟知的化學勢，是由於附加了zjF<項，該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式，可以推導出體係中的離子分布，以計算出納濾膜的分離性能。
結果與討論
①濃縮液和透過液的分析
試驗原液經過納濾係統處理後的濃縮液和透過液的指標。
試驗數據表明，該係統對原液的濃縮倍數可達6～8倍，對二價及更高價態的金屬離子有很好的截留率。對鉬的截留率高達98%以上，對Cu、Fe、Ca、Mg的截留率都在80～95%之間。對一價金屬離子有較高的透過率，K、Na的透過率達60%以上。通過納濾係統濃縮後的原液鉬含量大為提高，對後續處理濃縮液提取鉬極為方便。透過液各種金屬離子指標較低，可以返回鉬酸銨生產過程回用，達到環保效果。
②過程中水通量的變化
在試驗過程中，隨著濃縮倍數的增加，造成膜中液體濃度極差，會使膜通量逐漸變小。
隨著時間增加及濃縮倍數的提高，膜通量會逐漸減小。當通量減小到一定值時，可作為濃縮的界限值。
③加水透析
試驗中隨著濃縮倍數的提高，膜中液體的濃度極差增大，膜通量值有所減小，對膜也有很大影響，甚至堵塞膜，所以為了增加濃縮倍數，可在濃縮階段後期加入適量水透析，提高濃縮的倍數。加入一定量的純水，膜通量值會有明顯增加，這樣可以增加濃縮倍數。
結論
在本試驗中，采用納濾膜係統處理酸性廢水，試驗結果較為理想。表現在:
⑴試驗所需操作壓力不大，在1～1.5MPa之間。且設備占地小，能耗較小，處理時間短。
⑵濃縮倍數較高，可濃縮至少6倍以上。對鉬和其他高價金屬有較高的截留率。方便了後續對鉬和其他重金屬離子的回收。
⑶通過膜處理後的透過液可以返回生產係統回用，減少廢水排放，達到環保要求。但試驗局限於小型中試，試驗過程對膜的壽命，膜的保養，膜的清洗等一些主要環節還未係統研究，所以還有很多工作要做。