单级电渗析低成本浓缩高盐废水
陈 莉1,2，刘鹏宇1*，康欣欣1,2，田秉晖2
（1.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070；
2.中国科学院大学生态环境研究中心，工业废水无害化与资源化国家工程研究中心，北京 100085）
摘 要：高盐废水“零排放”是近年来工业废水处理研究的热点之一。电渗析因具有高电流效率和低成本的特点，已成为高盐废水“零排放”最有前途的技术之一。操作参数和进水水质在电渗析浓缩过程中起着重要作用，通过探究初始浓度、浓、淡室体积比和电流密度对浓缩效果的影响规律，确定单级电渗析低成本浓缩的运行条件，为电渗析处理高盐废水提供了参考。实验结果表明：增大进水初始浓度、淡室体积和电流密度有利于提升高盐废水的处理效果。
关键词:电渗析；高盐废水；低成本
论文DOI：10.16796/j.cnki.1000⁃3770.2024.11.004
论文引用：
陈莉,刘鹏宇,康欣欣,等.单级电渗析低成本浓缩高盐废水[J].水处理技术,2024,50(11):20-24,38.
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1）在单级电渗析的条件下，分析了进水浓度、浓、淡室体积比和电流密度对浓缩效果和能耗的影响情况。
2）增大进水浓度、浓、淡室体积比和电流密度有利于提高浓缩上限。
随着经济的不断提高，工业生产的快速发展，我国高盐废水的排放量越来越大。高盐废水中通常含有大量的固体悬浮物、金属离子、高浓度的有机物和盐类物质。未经处理的高盐废水直接排放，不仅会破坏环境，还会污染饮用水源，对人体健康造成严重危害。为实现高盐废水的“零排放”和“资源化”，可对其进行分段处理，主要包括：预处理阶段、浓缩减量阶段和蒸发固化阶段。浓缩减量可以有效降低蒸发固化阶段的处理负荷，保证后续系统的高效蒸发，是实现高盐废水“零排放”的关键。
浓缩减量阶段工艺中热法浓缩效果好但成本较高；高压反渗透浓液含盐量低（质量分数10%左右），离蒸发固化的适宜进水浓度差距较大；电渗析因低能耗、高浓缩效率和高产品回收率的优势，具有作为蒸发固化阶段之前浓缩工艺的巨大潜力。电渗析的浓缩上限主要受到两方面的影响，即离子的反向扩散和水传输。其中，水传输主要由两部分组成：浓差水渗和电渗透。浓差水渗与淡室、浓室之间的浓度梯度有关，电渗透与盐通量和电流密度有关。因此重点研究了在单级电渗析的基础上，操作条件（进水浓度、浓、淡室体积比和电流密度）对浓缩效果和能耗的影响规律。
实验结果表明增大初始浓度有利于提高电渗析浓缩效果。因此可以考虑电渗析与其他工艺耦合，在电渗析进水前增加浓缩工艺，提高电渗析的进水浓度，从而提高电渗析最终的浓缩上限、降低运行成本，实现高盐废水的“资源化”；适当增大淡室体积和电流密度有利于提高浓缩上限。过高的浓、淡室体积比和电流密度往往会增加水迁移量、降低电流效率，从而增加能耗、提高运行成本，因此在实际应用中需根据处理水质特点选择合适的运行参数。
