面向“双碳”目标流程的离子膜电渗析：机遇与挑战

逐渐加剧的温室效应以及高盐废水的大量排放给环境带来了很大的负担，碳达峰和碳中和政策要求形成绿色生产生活方式以及加强对资源综合利用，这对实现碳减排具有积极指导作用。而选择对高盐废水进行资源化回收的方式以及开发高效的碳捕捉技术有利于增强碳减排过程。离子膜电渗析因其独特的分离特性可实现对高盐废水的浓缩淡化、分离回用。为了降低温室效应，可采用淡化回收高盐废水和高效捕捉CO₂相结合的方式降低CO₂浓度，实现碳达峰和碳中和的目标以及对废水的零排放。本工作综述了以离子膜电渗析为基础的传统电渗析、双极膜电渗析、反向电渗析、置换电渗析、选择性电渗析和冲击电渗析等六种电渗析技术的工作原理，以及他们在碳捕捉转化和废水资源化方面的应用进展。展望了新型离子膜电渗析在处理高盐废水的应用前景，同时指出新型离子膜电渗析技术在降低碳排放方面的限制与挑战，最后为新型电渗析技术实现低碳排放提供新思路。     

离子膜电渗析在高盐废水"零排放"中的应用、机遇与挑战

高盐废水“零排放”是当今很多企业需要面临的非常严峻的环保问题，而离子膜电渗析由于其独特的分离机制能够实现高盐废水中无机盐的分离、浓缩和资源化利用，从而实现水和盐的回收利用。本文综述了离子膜电渗析目前在高盐废水“零排放”盐浓缩工艺中的应用情况；展望了电渗析在高盐高COD废水中的应用前景以及新型的电渗析技术如选择性电渗析和双极膜电渗析在混盐分离和盐的资源化利用中的机遇；同时指出离子膜电渗析在大规模应用中仍存在很多挑战，如离子膜性能的提高、电渗析工艺的优化和电渗析设备的投资成本和能耗如何降低。本文将为高盐废水“零排放”提供新思路，同时为离子膜电渗析在高盐废水“零排放”中的规模化应用奠定基础。     

膜集成技术在高含盐废水资源化中的应用

介绍了纳滤、反渗透、均相电驱动膜和双极膜等膜分离及膜浓缩组合工艺,在盐分单一及盐分复杂的高盐废水处理过程中的应用。膜分离和膜浓缩组合集成工艺技术可以大幅减少蒸发量和蒸发器投资,同时也大幅降低了结晶分盐的难度,可实现氯化钠和硫酸钠等盐分的分别回收利用,结晶盐的品质较好;双极膜技术可以替代蒸发结晶技术,实现液体盐转化为酸碱回收利用。多个项目实际运行结果表明,2种方法在技术上均实现了高盐废水的"零排放"、资源化利用,经济可行。     

纳滤在高盐化工废水中的应用及研究进展

高盐化工废水通常具有较高的机污染物浓度和悬浮固体浓度,不仅处理成本高、处理难度大,且存在潜在的环境风险。相比其它传统的水处理技术,纳滤膜技术不仅对高盐化工废水的处理效果好,同时可以对污水中的有用物质进行资源回收,因此其在高盐化工废水处理的应用中具有独特的优势。本文综述了纳滤膜分离技术在印染、制药、农药等化工领域高盐废水处理中的研究现状,旨在进一步推动纳滤膜技术在高盐化工废水处理领域中的应用。     

高盐废水单质分盐与资源化利用的研究进展

工业生产中产生的高盐废水是一类较难处理的废水,直接排放或管理不善会污染环境,且会造成资源的浪费,因此需通过经济高效的处理技术对其进行处理及资源化利用。结合目前高盐废水的处理背景,介绍了工业高盐废水的常用处理技术和单质分盐工艺,并结合工程与发明实例,分析了这些常用技术的优缺点,提出未来工业高盐废水处理研究的重要方向是解决目前组合分盐工艺中存在的弊端,并对现有工艺做了优化。     

高盐有机化工废水处理技术分析

化工生产过程中产生的高盐有机废水具有成分复杂、难处理的特点,无法通过单一的处理技术进行有效处理。对现有高盐有机化工废水主要处理技术进行探讨和分析,综述各技术研究进展,并结合实际高盐有机化工废水处理工程案例进行分析。指出多项工艺集成是高盐有机化工废水处理的发展方向,如采用"预处理+蒸发/焚烧"的集成工艺,以实现废水中盐、水资源的综合利用。     

膜集成技术在煤化工高盐废水资源化中的应用

简要介绍了纳滤膜、正渗透、电驱动膜等膜工艺,采用杭州水处理技术研究开发中心研发的膜组合集成工艺技术,对煤化工高盐废水进行分盐、浓缩、结晶制盐和制酸碱等。应用结果表明:膜集成工艺可以大幅减少蒸发量,降低蒸发器投资与结晶分盐的难度,双极膜电渗析装置可以替代蒸发结晶单元,使液体盐转化为酸碱,回收利用,实现了煤化工高盐废水的资源化,使"零液排放"达到经济可行。     

膜技术在化工废水处理中的应用

近些年我国的化工行业得到了较快的发展,但是同时所排放的废水量也有所增加。化工废水含有多种有机物质及重金属等,如果直接排放到环境中会对环境产生严重的危害,为此应当做好化工废水的处理,然后排放到环境中或者回收利用。目前我国加大了废水处理技术的研究,化工废水中膜技术是常见的一种废水处理技术,我国化工废水回收利用是未来发展的方向。主要就膜技术在化工废水处理中的应用展开探讨。     

改进电渗析深度处理制药高盐废水研究

针对制药行业采用"改进A/O工艺"产生的高盐废水特点,通过改进电渗析系统,对制药高盐废水进行了深度处理中试。结果表明,在进水压力0.15~0.2 MPa、进水体积流量10 t/h、电流30 A的工作条件下,经过电渗析处理后,盐去除率达到74%,水处理成本3.0元/m3,具有显著的经济和生态效益。使用改进电渗析系统规模化处理高盐废水可有效降低含盐量,提高高盐废水回收利用率,解决高盐废水出路。     

用集成膜技术回收无机氨氮废水的研究进展

首次提出用电去离子膜技术处理高浓度无机氨氮废水。介绍了近年来用反渗透、电渗析和电去离子等膜技术及其集成膜技术回收无机氨氮废水的进展,分析了在这种工程应用中各种膜技术的特点。该废水处理系统实现闭路循环,同时回收纯水和无机铵盐,既节能又减排,经济和环境效益极好。     

高盐有机废水处理技术研究新进展

  随着工业的发展,大量排放的高盐有机废水对环境产生非常不利的影响。本文对传统的物理化学方法处理高盐废水进行总结,重点论述了膜分离技术在高盐有机废水处理中的应用。同时指出生物法（好氧生物法、厌氧生物法和好氧/厌氧组合工艺）被广泛地用于高盐有机废水的处理,其处理性能主要取决于嗜盐微生物的培养和驯化。在综合分析的基础上,指出高效能氧化剂的研制、性价比优良膜的制备、嗜盐菌的快速驯化和新型生物反应器的开发是高盐有机废水处理技术中的热点研究问题,物理化学法和生物法的组合工艺是高盐有机废水处理的研究方向。     

环氧树脂高盐废水处理方法

在环氧树脂生产过程中,容易产生大量的高盐废水,如果未能对其进行针对性处理,在排放后会对水环境、土壤环境等造成严重污染。因此,应该提高对高盐废水处理工作的重视,实现资源的循环利用,同时保护自然生态环境。传统处理技术和工艺具有一定的局限性,导致其处理效果不佳,限制了生产效率与质量的提高,必须加强技术创新以保障良好的出水水质,达到绿色化生产的目的。主要对环氧树脂高盐废水进行介绍,探索环氧树脂高盐废水处理方法的具体应用措施。     

煤化工高盐废水处理技术现状及对策建议

针对煤化工高盐废水处理难题,分析了高盐废水处理技术现状,梳理了不同专利技术的工艺特征、处理效果和应用进展;探讨了高盐废水洗煤、高盐废水和结晶盐掺烧固化处置以及结晶盐作为制碱原料盐等煤化工高盐废水和结晶盐综合利用新路径,并对煤化工高盐废水处理给出了建议:一方面要加快高盐废水分质结晶技术开发与应用,另外还要加强煤化工高盐废水副产结晶盐产品标准研究。     

纳滤—电渗析处理纤维染色废水反渗透浓水研究

针对反渗透处理纤维染色废水过程中产生的高COD、高色度和高盐含量浓水,研究采用纳滤-电渗析集成技术对其进行脱色、一二价盐分离和盐浓缩中试。结果表明,纳滤膜NF5和NF4分别用于废水脱色和分盐,经过2级纳滤处理后废水色度降低至原水的1/1200,COD从原水的200 mg/L降低至小于100 mg/L,Cl^-和SO4^2-离子的质量浓度比从原水的3:2提高到21:1。电渗析可将纳滤膜NF4透过液中的总溶解盐浓缩至质量分数10%以上。盐浓缩液可重新用于染色,染色效果良好。表明该集成技术在纤维染色废水的深度处理上具备良好的工业化应用前景。     

高盐废水的形成及其处理技术进展

近年来,随着生化技术的进步与发展,耐盐嗜盐菌的成功分离、培养、驯化使得采用生化方法处理浓盐废水成为可能。然而,不难看出,由于耐盐嗜盐菌的环境适应性有一定限度,仍然有大量的浓盐废水面临有效处理的难题。只有将浓盐废水中的COD去除,同时将浓盐水的可溶性盐类物质分离处理,才是浓盐废水的最终处置目标,才能更多地回收利用水资源。本文阐述了化工生产中高盐废水的来源及其形成机制,并着重分析了化工废水处理过程中浓盐废水的形成。浓盐废水经多效蒸发、膜蒸馏等工艺处理后,将产生高盐废水。高盐废水可以采用焚烧工艺、蒸发浓缩-冷结晶工艺技术进行盐类物质的分离处理。基于高盐废水中可溶性盐对温度不敏感的情况,提出了蒸发-热结晶的工艺技术。该工艺可以用来处理所有高盐废水,基本实现了高盐废水中可溶性盐类的全部分离,解决了其他工艺技术分离高盐废水中盐类物质效率低的问题。     

改良电渗析法和集成膜法在硝酸铵废水回收中的应用

分析了电渗析法处理硝酸铵废水存在的问题,介绍了常规电渗析浓缩分离与特种电去离子深度处理相结合的改良型电渗析法以及集成膜技术在硝酸铵废水处理中的应用。对于现有采用电渗析法处理硝酸铵废水的企业,建议增设电去离子深度处理装置;对于新建企业,建议采用先进的集成膜技术对硝酸铵废水进行处理。     

利用电渗析和反渗透耦合处理高盐废水的研究

以某化工企业排放的高盐废水为目标,通过电渗析与反渗透耦合技术处理高盐废水,考察电渗析电压、补水流量及反渗透回收率对高盐废水处理结果的影响。结果表明,处理后的高盐废水可得到TDS为185.32 g/L的浓缩盐水和TDS为10 mg/L且不含TOC的淡水,分别回用于氯碱工业和中水系统。     

膜蒸馏处理高盐废水过程能量回收技术现状

介绍了现有高盐废水处理技术包括多效蒸发、多级闪蒸、机械蒸汽压缩和反渗透等技术的原理、优势和应用局限性。相比现有的技术,膜蒸馏技术在处理高盐废水中的具有一定优势,经过多年研究,膜蒸馏技术取得很大发展,特别是在高盐废水处理领域,本文对膜蒸馏过程现有的能量回收技术现状进行详细介绍和讨论,指出实现膜蒸馏过程能量回收对于降低高盐废水处理成本具有重要意义。     

染料中间体废水处理工程实例

染料中间体废水具有高盐、高COD、高氨氮等特点，废水处理难度大。某化工企业采用预处理-生化处理的组合工艺处理该类废水，高盐废水采用活性炭吸附、 MVR脱盐预处理，低盐废水采用微电解-Fenton氧化预处理，综合废水采用水解酸化-两级A/O工艺处理。工程实践表明，处理后的出水符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》表4中三级标准，并达到园区污水厂的接管要求。     

环氧树脂高浓度高盐废水资源化利用工艺研究进展

随着环氧树脂产业飞速发展，其产生的高浓度高盐工业废水排放量越来越大，采用清洁工艺技术将高盐工业废水进行资源化利用已成为一种发展趋势。本文综述了环氧树脂高浓度高盐废水处理工艺的研究现状，同时分析了各种处理技术的优势与不足，在此基础上总结出闭路循环耦合大孔树脂吸附工艺应用于环氧树脂生产废水的处理，并对未来资源回收技术重点研究方向进行展望，旨在逐步优化环氧树脂生产工艺及高浓度高盐有机废水处理技术。