实习教学经典案例电渗析膜处理技术

二、膜处理技术发展历史及应用行业
电渗析技术作为一项高科技，以其高效、 节能、无 三废、占地少等优点，通过不同工艺组合，已经越来 越广泛地应用于化工、染料、冶金、 食品、医药、 生物工程等领域的特种分离、环保工程、资源回收、 有机电解、食品脱盐浓缩等，以其许多出色的应用实 例，证实了其在技术上的先进性以及其它分离方法所 不能替代的若干优异的特点，已成为一种重要的水处 理方法，并日益受到重视。 在硝酸铵生产中，电渗 析技术用于处理氨氮严重超标的冷凝废水，对氨、硝 酸铵和排放水进行回收利用，装置投资少和操作费用 较低，实现了消除污染、节能减排、清洁生产的目标， 是一项把废水处理、环境保护与资源回收、循环经济 有效结合起来的新技术，具有十分广阔的推广应用前 景。
所差异。处理每吨冷凝液大致耗用循环冷却水6～7 t， 耗电10 kW·h ，离子交换膜正常使用时间为3～5 a，更换
膜每组费用30 万元。实践证明，相对于其它生化处理的方法， 电渗析工艺处理硝酸铵废水能达到节能减排、循环利用的效果， 而且2 a左右就可收回全部投资。 目前国内现有50余家硝酸铵 生产企业，已有川化股份有限公司、陕西兴化化学股份公司、山 东联合化工有限公司、贵州开磷集团剑江化肥厂等6 家硝酸铵企 业应用了该工艺，使用效果良好，硝酸铵冷凝废水实现了达标排 放，排放水中氨氮指标低于国家新制定标准。陕西兴化化学股份 公司30万 t／a硝酸铵装置成功应用了电渗析技术处理硝酸铵冷 凝废水，实现了废水资源化回用，硝酸铵回收率超过99%，公 司外排水氨氮的质量浓度小于30 mg／L，每天减排废水720 t。
三、电渗析技术的特点及优势
4.使用寿命长 装置预处理工艺简便，设备经久耐用。正 常情况下，分离专用膜一般可用3～5 a， 电极板可用7～8 a，隔板可用 15 a左右。 且操作维修方便。
三、电渗析技术的特点及优势
实例：以处理量为40 t／h的硝酸铵冷凝废水的电渗析系统为例， 固定资产投资1280万元，运行费用根据冷凝废水的水质情况有
二、膜处理技术发展历史及应用行业
电渗析技术过去主要应用于苦咸水脱盐以 及锅炉和工业工程用初级纯水的制备等， 随ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ具有更好选择性、热稳定性、化学稳 定性和力学性能的新型 离子交换膜的出现， 电渗析技术也不断得到改进和提高，目前 已发展成为一个大规模的化工单元过程， 产业应用领域也有了新的扩展，完全可以 适应 硝酸铵生产的数量较多的冷凝废水的 治理需要。
二、膜处理技术发展历史及应用行业
电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推 动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电 解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡 化、浓缩、精化或纯化的目的。利用电渗析 脱盐这一特性，从某些化工、医药、食品等 产品中去除无机电解质，达到分离、净化、 提纯和精制的目的，以提高产品的品质。并 且逐渐扩大到海水淡化和制取工业纯水的给 水处理中，在重金属废水、放射性废水等工 业废水处理中都已得到了应用。
二、膜处理技术发展历史及应用行业
电渗析技术处理硝酸铵冷凝废水的工艺分为 中和调节和电渗析分离回收两部分，首先通 过加稀硝酸或氨对冷凝废水中氨或稀硝酸进 行中和反应生成硝酸铵，再采用电渗析膜法 将中和调节后的冷凝液进行浓缩分离后回收。 目前开发出的新工艺还实现了装置压力、温 度、流量、pH值的自动控制调节（川化没投 用自动调节控制），确保废水处理与回用装 置长周期安全稳定运行。
三、电渗析技术的特点及优势
2．能量消耗低 电渗析过程无相变，在一定的含盐量条件下，
是用清洁能源电力来将水中已离解的离子迁 移掉，动力耗电也较低，经济效益显著，是 目前比较经济的水处理技术之一。同时在常 温下进行对产品性能影响小，适用于氨基酸、 维生素等热敏的活泼化合物的生产，减少了 破坏其结构的可能性或减少副反应的发生， 稳定了产品质量。
三、电渗析技术的特点及优势
3.无环境污染 电渗析运行时，工艺过程洁净，不像离子 交换树脂那样有饱和失效问题，所以不用 酸、碱频繁清洗再生，也不需要加入其它 药剂，仅在定时清洗时用少量的水，即可 实现清洗过程，就能达到分离、净化、提 纯和精制产品的目的，对环境基本无污染。 与反渗透相比，也没有高压泵的强烈噪声， 有利于实施清洁文明生产。
川化股份 Sichuan Chemical Works Group Ltd.
电渗析膜处理技术讲解
一、国内目前硝铵装置情况
•我国传统的硝酸铵生产装置大多技术装备陈旧，工艺 落后，环保水平偏低，在生产过程中产生大量的含氮 工业废水。特别是由于硝酸铵生产工艺决定的，由稀硝 酸带入的水分在中和、蒸发及结晶过程中以二次蒸汽 的形式排出，形成的工艺冷凝液中含有硝酸铵和氨， 成为硝酸铵生产的主要废水源。 这些冷凝液若直接排 放，会使排放水中氨氮含量超标，造成地表水体的富 营养化，破坏水环境的生态平衡。如直接送回硝酸作 吸收加水回用又不利于生产安全，并且还不能全部回 收利用。由于缺乏有效的治理措施，有一些公司采用 加水稀释排放的办法以实现达标排放，耗费大量的水 资源。
三、电渗析技术的特点及优势
电渗析和离子交换、反渗透一样，也是分离、提取 物质的一种方法，缺点：与反渗透技术相比，脱盐 率较低。
电渗析技术的优势也是十分突出主要特点如下： 1.装置设计灵活
除盐率比较任意，根据需要可在30%～99% 的 范围内选择。浓水回收率较高，一般能达到 65%～80%。装置设计与系统应用灵活，根据不 同的条件要求，可以灵活地采用不同形式的系统设 计，并联可增加处理量，串联可提高脱盐率，循环 或部分循环可缩短工艺流程。整个操作简单，易于 实现机械化和自动化控制。
一、国内目前硝铵装置情况
• 目前，新修订的地方和行业污水排放标准 都相继提高了氨氮排放标准，并对污染物 的排放限值、水污染物基准排水量和排放 浓度都做了相应新规定。因此，硝酸铵冷 凝液的治理及回收利用成为硝酸铵生产企 业面临的亟待解决的难题。
二、膜处理技术发展历史及应用行业
目前已开发出利用电渗析（ED）技术处理 硝酸铵冷凝废水的新工艺，既可将废水中的 硝酸铵回用于生产系统，同时又使冷凝废水 实现达标排放。电渗析技术最早西方国家运 用在军舰上的海水脱盐处理成食用淡水，从 20世纪50年代确立以来，在工程技术应用过 程中迅速崛起，所起的作用与日俱增。我国 是从1958年开始电渗析工程的研究开发工作， 属于世界上起步较早的国家之一。