一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法，先通过一级电渗析对含约1％盐酸废液进行浓缩，浓缩液中盐酸浓度可达到3％以上，可以直接回用；淡化液中盐酸浓度可降至0.2％以下；再通过二级电渗析对一级电渗析的淡化液进行再次淡化和浓缩，将盐酸浓度降低至0.05％以下，同时浓缩液中盐酸浓度可达到1％以上，浓缩液返回至一级电渗析作为浓缩室初始溶液进行循环使用。该方法操作简单、经济环保，废液中低浓度的盐酸可被直接浓缩回用，同时淡化液中盐酸浓度非常低，只需添加少量的碱中和之后即可排放，从而解决了含低浓度盐酸废水的处理问题。

【技术实现步骤摘要】
一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法
本专利技术涉及一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法，属于工业废水处理

技术介绍
在工业生产过程中盐酸的大量使用带来的含盐酸废水对环境，尤其是水资源和土壤产生了严重的影响，成为当下亟需解决的环保问题之一。其中，在食品生产过程中，常常需要使用一定浓度的盐酸(一般大于3％即可)对物料进行酸化，制备相应的氨基酸或其他产品。在此过程中，也产生了大量的废盐酸溶液，其浓度一般在1％左右。常规的处理方法主要为加碱中和后排放。然而，当前烧碱的价格高达4000元/吨，中和处理方法成本极高。另外，中和之后也会带来新的问题，即含盐废水的处理问题。中国专利CN105668519A报道了使用电渗析及膜蒸馏将稀盐酸进行浓缩。该法通过电渗析可以将盐酸浓缩至5％以上，再通过膜蒸馏将盐酸进一步浓缩至12％以上，同时电渗析淡化后的盐酸含量小于0.2％，加碱后中和排放。该法由于使用了膜蒸馏过程，浓缩能耗相对较高。此外，电渗析淡化液中盐酸含量仍相对较高，加碱中和后，盐含量可达到0.3％，排放之后对环境仍然会产生一定的影响。针对以上问题，如果能将电渗析的淡化液进一步处理，回用其中的盐酸，这不仅可以降低酸碱中和消耗所需价格昂贵的碱，也可以尽量避免含盐废水的排放。目前，还没有对该类电渗析淡化液进一步处理的方法。
技术实现思路
为了解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术旨在提供一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法。本专利技术方法操作简单、经济环保，废液中低浓度的盐酸可被直接浓缩回用，同时淡化液中盐酸浓度非常低，只需添加少量的碱中和之后即可排放，从而解决了含低浓度盐酸废水的处理问题。本专利技术两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法，包括如下步骤：步骤1：一级电渗析向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入含盐酸废水，进行一级电渗析处理；通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整一级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到3％以上，同时保证一级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.2％以下；通过蠕动泵分别对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环。步骤2：二级电渗析利用步骤1相同的装置对一级电渗析的淡化液进行再次浓缩；向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入一级电渗析的淡化液，通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整二级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到1％以上，同时保证二级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.05％以下。二级电渗析的浓缩液返回至一级电渗析，作为一级电渗析的浓缩室初始液，从而实现两级电渗析的高效浓缩性能。通过蠕动泵分别对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环。所述电渗析膜堆的排列方式依次为：阳极-阳极室-[阳离子交换膜-浓缩室-阴离子交换膜-淡化室]n-阳离子交换膜-阴极室-阴极，其中n为重复单元数，n的取值为1-1000。阴极与电源的负极相连，阳极与电源的正极相连。所述阴离子交换膜为阻氢膜，对氢离子具有较高的截留性能。步骤1中，所述含盐酸废水中盐酸的质量浓度为0.5％-1.5％。步骤1中，一级电渗析运行时，采用恒电流操作模式，电流密度为100-1000A/m2。步骤1中，一级电渗析运行至阴极和阳极之间的电压急剧上升时停止运行。步骤1中，淡化室和浓缩室初始液体体积比为1:1-10:1。步骤2中，淡化室和浓缩室初始液体体积比为1:1-10:1。步骤2中，二级电渗析运行时，采用恒电压操作模式，操作电压为0.1-2.0V每重复单元。步骤2中，二级电渗析运行至淡化室中盐酸浓度降低至0.05％以下停止运行。步骤1和步骤2中，所述电解液为0.01-0.3mol/L的硫酸溶液。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术采用新型的膜分离技术(电渗析)进行浓缩，不仅可轻松地将1％的盐酸废水浓缩到3％以上，实现循环使用，也可以将1％的盐酸废水淡化至极低的浓度，低于0.05％，再加少量的碱中和之后即可排放。该法不仅耗碱量非常少，而且中和之后的盐浓度非常低，可以直接排放，经济环保。附图说明图1为本专利技术电渗析装置示意图；图2为本专利技术的两级电渗析浓缩含盐酸废水工艺流程设计图。具体实施方式以下通过具体实施例来具体说明本专利技术两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法。实施例1：取上海某公司含盐酸废水进行两级电渗析浓缩，其中盐酸浓度为0.78％，杂质氨基酸含量为1％。采用的电渗析膜堆的排列方式依次为：阳极-阳极室-[阳离子交换膜-浓缩室-阴离子交换膜-淡化室]n-阳离子交换膜-阴极室-阴极，其中n为5。阴极与电源的负极相连，阳极与电源的正极相连。所用电渗析装置膜堆中阳离子交换膜为合肥科佳高分子材料科技有限公司生产的CJMC-5，阴离子交换膜为合肥科佳高分子材料科技有限公司生产的阻酸型阴离子交换膜CJMA-6，单张膜有限面积为189cm2。一级电渗析运行时，向阳极室和阴极室中注入0.15mol/L的硫酸溶液作为电解液，向淡化室中加入2L0.78％的含盐酸废水，向浓缩室中加入0.2L0.78％的含盐酸废水，通过蠕动泵对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环，流量为500mL/min，在阳极和阴极两端施加恒电流，电流密度为400A/m2。运行时阳极和阴极之间电压快速上升时停止实验，运行时间为30min，此时淡化室中盐酸浓度为0.2％，浓缩室中盐酸浓度为4.5％。对一级电渗析的淡化液进行再次浓缩。二级电渗析运行时阳极室和阴极室中注入的电解液为0.01mol/L的硫酸溶液，向淡化室和浓缩室中分别加入一级电渗析的淡化液，体积比为10:1，通过蠕动泵对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环，流量为500mL/min，在阳极和阴极两端施加恒电压，电压为8V。运行至淡化室中盐酸浓度将至0.04％时停止实验，运行时间为20min，此时浓缩室中盐酸浓度为1.4％。实施例2：取上海某公司含盐酸废水进行两级电渗析浓缩，其中盐酸浓度为0.78％，杂质氨基酸含量约为1％。采用的电渗析膜堆的排列方式依次为：阳极-阳极室-[阳离子交换膜-浓缩室-阴离子交换膜-淡化室]n-阳离子交换膜-阴极室-阴极，其中n为5。所用电渗析装置膜堆中阳离子交换膜为合肥科佳高分子材料科技有限公司生产的CJMC-5，阴膜为合肥科佳高分子材料科技有限公司生产的阻酸型阴离子交换膜CJMA-6，单张膜有限面积为189cm2。一级电渗析运行时阳极室和阴极室中加入的电解液为0.15mol/L的硫酸溶液，向淡化室中加入2L0.78％的含盐酸废水，向浓缩室中加入0.4L0.78％的含盐酸废水，通过蠕动泵对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环，流量为500mL/min，在阳极和阴极两端施加恒电流，电流密度为500A/m2。运行时阳极和阴极之间电压快速上升时停止实验，运行时间为27min，此时淡化室中盐酸浓度为0.2％，浓缩室中盐酸浓度为2.8％。对一级电渗析的淡化液进行再次浓缩。二级电渗析运行时阳极室和阴极室中加入的电解液为0.01mol/L的硫酸溶液。向淡化室和浓缩室中分别加入一级电渗析的淡化液，体积比为5:1，通过蠕动泵对阳极室、阴极室、淡化室和浓缩室中的溶液进行循环，流量为500mL/min，在阳极和阴极两端施加恒电压，电压为7V。运行至淡化室中盐酸浓度将至0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：一级电渗析向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入含盐酸废水，进行一级电渗析处理；通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整一级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到3％以上，同时保证一级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.2％以下；步骤2：二级电渗析利用步骤1相同的装置对一级电渗析的淡化液进行再次浓缩；向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入一级电渗析的淡化液，通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整二级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到1％以上，同时保证二级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.05％以下。

【技术特征摘要】
1.一种两级电渗析浓缩含盐酸废水的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：一级电渗析向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入含盐酸废水，进行一级电渗析处理；通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整一级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到3％以上，同时保证一级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.2％以下；步骤2：二级电渗析利用步骤1相同的装置对一级电渗析的淡化液进行再次浓缩；向阳极室和阴极室中分别注入电解液，向淡化室和浓缩室中分别注入一级电渗析的淡化液，通过对淡化室和浓缩室初始液体体积比的控制来调整二级电渗析浓缩液中盐酸的浓度，使其达到1％以上，同时保证二级电渗析淡化液中盐酸浓度降低至0.05％以下。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电渗析膜堆的排列方式依次为：阳极-阳极室-[阳离子交换膜-浓缩室-阴离子交换膜-淡化室]n-阳离子交换膜-阴极室-阴极，其中n为重复单元数，n的取值为1-1000。3.根据权利要求2所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪耀明，颜海洋，王晓林，李为，李传润，吴亮，徐铜文，张勤，
申请(专利权)人：合肥科佳高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34