荷電膜技術(shù)在含硝廢水處理中的應(yīng)用

李志剛 張鮮苗 王丹 張治磊 張盼 張委 山東天維膜技術(shù)有限公司

一、前言

電極箔是鋁電解電容器制造的關(guān)鍵原材料。由于電子產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，尤其是通信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、家電等整機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的急劇擴(kuò)大，對(duì)鋁電極箔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了推波助瀾的作用。同時(shí)由于鋁電解電容器的小型化、高性能化、片式化的要求越來(lái)越迫切，對(duì)電極箔制造業(yè)也提出了更高的技術(shù)和質(zhì)量要求。然而電極箔生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)電化學(xué)酸腐蝕，會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸和硝酸廢液，電極箔的生產(chǎn)速度越快則腐蝕線產(chǎn)生的廢酸就越多，每條腐蝕線生產(chǎn)電極箔排出大約30%廢硫酸，二段腐蝕排出大約2%硝酸。廢酸中含有鋁離子，如果含大量硫酸、硝酸和鋁離子的酸性廢液直接利用石灰乳一步中和至pH=7，會(huì)產(chǎn)生大量的石膏渣。不僅造成環(huán)境污染，而且造成資源浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益低下，而且含氮廢水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)不能直接排放。

二、荷電膜技術(shù)處理含硝廢水工藝

山東天維膜技術(shù)有限公司采用荷電膜技術(shù)（均相膜擴(kuò)滲析+均相膜電滲析）對(duì)國(guó)內(nèi)某電極箔廠化成車間產(chǎn)生的含硫酸、硝酸和鋁離子廢水進(jìn)行處理，將硫酸和硝酸回收，殘液進(jìn)行后續(xù)處理達(dá)標(biāo)排放。工程裝置采用的是山東天維膜技術(shù)有限公司生產(chǎn)的TWDD-128-400A擴(kuò)散滲析器和TWED-60-200S電滲析器。具體工藝流程圖如圖1所示。

圖1 荷電膜技術(shù)處理含硝廢水工藝流程圖

三、荷電膜技術(shù)處理含硝廢水結(jié)果討論

荷電膜技術(shù)處理含硝廢水結(jié)果如表1所示。通過(guò)均相膜擴(kuò)散滲析能夠?qū)⒘蛩岷弯X體系中80%以上的游離酸進(jìn)行回收，返回到原工藝補(bǔ)酸進(jìn)行循環(huán)利用?；厥樟蛩峥勺鳛镹O3-的置換液，從而將硝酸鋁轉(zhuǎn)換成硫酸鋁，解決硝酸鋁中和后氨氮排放不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。置換后的硝酸濃度為0.6mol/L，濃度較低，通過(guò)均相膜電滲析將硝酸濃度濃縮到1.3mol/L，從而解決了因沖洗離子交換樹(shù)脂加入大量水得到稀硝酸體積增大的問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)均相膜電滲析，淡水排出液總氮小于60mg/L，可以直接達(dá)標(biāo)排放。通過(guò)硫酸置換出硝酸，硝酸的回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高，節(jié)能減排的同時(shí)生產(chǎn)成本大大降低，每個(gè)月節(jié)省使用硝酸90%，每年節(jié)省采購(gòu)硝酸近千萬(wàn)的費(fèi)用。目前通過(guò)該整體工藝流程可實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗減排，氨氮廢水達(dá)標(biāo)排放，酸循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

表1 荷電膜技術(shù)處理含硝廢水工程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

四、結(jié)論

隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水處理及環(huán)保治理上單獨(dú)依靠一種技術(shù)是不能解決廢水處理排放的問(wèn)題，本文通過(guò)荷電膜技術(shù)（均相膜擴(kuò)散滲析+均相膜電滲析）以及離子交換等多種膜集成技術(shù)將企業(yè)含氮的廢水達(dá)標(biāo)排放，并且將有用的酸回收循環(huán)利用，成功將多技術(shù)手段結(jié)合來(lái)解決企業(yè)環(huán)保處理問(wèn)題。在高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保形勢(shì)下，將膜技術(shù)和其他多種處理方式組合是未來(lái)企業(yè)廢水處理必須采取的一種解決途徑。