【摘 要】
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双极膜电渗析(Bipolar Membrane Electrodialysis,BMED)技术可实现废水中无机盐的去除并将其转化为对应的酸和碱,是一种有效的高盐废水处理技术。本文将BMED技术应用于对氨基苯磺酸废水的脱盐处理,主要开展了以下工作:采用BP-A-C三隔室BMED工艺,以脱盐率、产品酸碱浓度、电流效率及能耗为性能指标,考察了电流密度、初始酸碱浓度、膜面流速及初始盐(Na Cl)浓度对B
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双极膜电渗析(Bipolar Membrane Electrodialysis,BMED)技术可实现废水中无机盐的去除并将其转化为对应的酸和碱,是一种有效的高盐废水处理技术。本文将BMED技术应用于对氨基苯磺酸废水的脱盐处理,主要开展了以下工作:采用BP-A-C三隔室BMED工艺,以脱盐率、产品酸碱浓度、电流效率及能耗为性能指标,考察了电流密度、初始酸碱浓度、膜面流速及初始盐(Na Cl)浓度对BMED过程的影响。结果表明在电流密度为40 m A/cm~2,初始酸碱浓度为0.10 mol/L,膜面流速为4.0 cm/s,初始盐浓度为80 g/L时,废水脱盐率约为97%,产品酸和碱浓度分别为1.17 mol/L和1.18 mol/L,电流效率和能耗分别为58.9%和1.86 k Wh/kg(以NaOH计)。采用四因素三水平的Box-Behnken响应曲面设计,建立了BMED技术处理对氨基苯磺酸模拟废水的多因素模型。通过模型分析得到最优操作条件为:电流密度为30m A/cm~2,初始酸碱浓度为0.06 mol/L,膜面流速为3.0 cm/s,初始盐浓度为50 g/L。此时模型预测的电流效率和能耗分别为66.5%和1.43 k Wh/kg(以NaOH计),验证实验结果显示该模型预测性良好,精确度较高。为了考察工艺的稳定性,以对氨基苯磺酸模拟废水为处理对象,在模型分析得到的最优操作条件下进行循环实验。结果表明该工艺处理效果稳定,具有良好的可重复性。经BMED处理,废水脱盐率可达97%;产品酸碱浓度分别为1.14 mol/L和1.19 mol/L,所得酸和碱中对氨基苯磺酸浓度分别约为260 mg/L和25 mg/L;电流效率和能耗分别为58.2%和1.65 k Wh/kg(以NaOH计),与单因素实验最佳效果相比,能耗降低了12.73%,而电流效率无明显变化。过程经济分析结果表明,BMED处理对氨基苯磺酸废水的能耗成本仅为1.11元/kg NaOH,总成本为12.32元/kg NaOH。
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