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《中南大学》 2003年
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膜技术处理低浓度SO_2吸收液和铝厂工业废水的研究

保积庆  
【摘要】:本论文研究内容主要包括两个方面:一、用离子膜技术处理低浓度SO_2烟气吸收液的研究;二、用膜技术处理山西铝厂工业废水的研究。 在所有的低浓度SO_2烟气净化技术中,Wellman—Lord钠碱法已应用于工业脱硫,而且近几年来发展较快,但仍然存在吸收后液中亚硫酸氢钠浓度达不到汽提高浓度SO_2气体的要求,汽提SO_2温度过高,亚硫酸盐氧化严重,产生大量的硫酸盐,造成碱耗增大等诸多问题。 针对以上的问题,首次采用三室双阳膜电解和双极膜电渗析法处理了低浓SO_2钠碱吸收液。 在三室双阳膜电解槽中,按某电厂SO_2烟气吸收液组成配制电解料液,在阳极室硫酸浓度为5mol/L、电流密度在1667A/m~2左右、极室液采用泵为驱动力的强制流动方式的条件下进行电解,酸室液pH在3以上时电流效率可达到98%以上,同时碱室液的pH值可达到7.4以上,即达到了再生吸收液的要求,此时酸室液上面气相中SO_2含量在92%以上(65℃)。电解后的酸室液在105℃的温度下蒸发(比Wellman—Lord钠碱法中的115℃低),不但使溶液中亚硫酸氢盐完全分解,蒸发后溶液的pH值恢复到了电解前溶液的pH值,而且蒸发过程中无Na_2SO_3结晶产生。由此可见三室双阳膜电解法完全能解决原工艺中存在的问题。 在双极膜电渗析法处理低浓度SO_2吸收液的研究中,首次提出了用阴膜和双极膜组成二室结构的电渗析器处理低浓度SO_2吸收液的新方法。按某电厂SO_2烟气吸收液组成配制电解料液,在酸、碱室进料比为1:3、电流密度80 mA/cm~2、室温(23℃)的最佳条件下电解,酸室液pH>3时,电流效率达了88.51%以上。 研究结果表明,三室结构双极膜电渗析器和阳膜-双极膜组成的二室结构电渗析器处理低浓度SO_2吸收液时的电流效率低,处理效果差,相同条件下用阴膜-双极膜组成的二室结构电渗析器处理低浓度SO_2吸收液的电流效率高,处理效果 中南大学博士学位论文 摘要 好。阴膜一双极膜组成的二室结构电渗析器在上述电解过程中 的能耗要比三室双阳膜电解法低,所以,只要双极膜材料的 制备技术过关,用该方法处理低浓度502吸收液更具优越性。 山西铝厂既是用水大户,又是废水排放大户,工业废水 排放量为4万m3/d。因此采取有效措施,对各种外排水进行 处理,实现水回用是关系铝厂自身前途的大事。论文第二部 分是膜法处理工业外排水,实现废水回用,生产不同等级工 业用水的研究。 通过反渗透预处理试验,确定了预处理工艺路线为混凝 一砂滤。处理后的浊度小于0.INTu,无铁及游离氯,pH值 平均为7,全部符合反渗透进水水质要求。与此同时,平均 COD值降至32。 在反渗透膜筛选试验中选用了美国海德伦公司、美国 osmotric公司的卷式RO膜及国产RO膜。从得出的反渗透的 基本工艺参数发现,美国海德伦公司的ESPA 1 RO膜的性能 优良。完成了处理量为Zooom3/d大型反渗透工程的计算机模 拟设计。 完成了215x550mm2膜堆电渗析制取工业用水试验。试 验证明电渗析制取TDS5 00的一般工业用水是可行的,但用 其制取Na+35mg/L的优质工业用水在经济上不划算。利用美 国道公司的卷式NF膜(松散反渗透)进行脱盐试验,表明用 NF膜也可以实现制取一般工业用水的目标。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X758

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