膜电耦合有机水体脱盐研究

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高浓度的有机废水中常常含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素和木质素等有机物,如果直接排放,会导致严重的水环境污染。但在处理过程中又往往因为废水中含有较高的盐分含量,限制其后续的处理过程。因此,有必要进行脱盐处理。  膜电法是一种将电化学与膜分离相结合的方法。根据其脱盐原理,本项研究采用增强型的膜电过程——电去离子作为处理手段,用于探索一种在较高的进水浓度条件下,有机物与无机离子分离的脱盐过程。研究中采用了乳清液作为脱盐处理的对象。首先研究了常见的四种金属离子Ca2+、Mg2+、Na+和K+在较高浓度条件下的去除规律及相互影响并比较了不同离子的膜通量,进而通过添加单一有机成分(乳糖和蛋白质)考察其对无机离子迁移的影响。其后,以含盐量为11295mg/L,COD值为6195 mg/L的乳清溶液为处理对象,研究了浓淡水罐体积比、阴阳离子交换树脂比例和流量对脱盐过程的影响并优化操作。最后,通过倒极电去离子装置,研究其对脱盐过程中污染现象的防止。实验结果表明,四种离子在较高浓度条件下的脱除过程中,Mg2+具有相对较高的膜通量和去除率,乳糖和蛋白质在脱盐过程中由于树脂的吸附具有一定的损失率,且在盐分去除率较高的情况下(85%以上),浓水室中检测到蛋白质,说明随着进水无机离子浓度降低,蛋白质产生电迁移现象,乳清脱盐过程中盐分能够有效脱除且乳清中有效成分能够得到保留,优化条件下,蛋白质的损失率能够控制在10%以内,COD值变化范围在6%以内。通过脱盐过程中膜堆电阻与时间的关系,使用倒极周期在60 min之内对于脱盐过程中的结垢和膜污染现象能够起到有效防治的目的。  在本项研究中,建立了膜电耦合法有机水体脱盐的实验体系,研究了操作条件对分离效果的影响,并取得了有机物与无机离子分离的良好效果,同时系统分析了这一分离过程的运行模式和传质过程,为有机水体脱盐技术的开发提供了新的思路和技术支持。
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