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)品市場的急劇擴(kuò)大，對鋁電極箔產(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、片式化的要求越來越迫切，對電極箔制造業(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)過程中經(jīng)過電化學(xué)酸腐蝕，會產(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）對國內(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。回收硫酸可作為NO3-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)的問題。置換后的硝酸濃度為0.6mol/L，濃度較低，通過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脂加入大量水得到稀硝酸體積增大的問題。同時(shí)，通過均相膜電滲析，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)省采購硝酸近千萬的費(fèi)用。目前通過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

隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，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題，本文通過荷電膜技術(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)合來解決企業(yè)環(huán)保處理問題。在高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保形勢下，將膜技術(shù)和其他多種處理方式組合是未來企業(yè)廢水處理必須采取的一種解決途徑。