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质子膜技术

介绍

质子膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,它不仅具有阻隔作用,还具有传导质子的作用。
质子膜扩散渗析方法可广泛适用于任何产生废酸液的体系,除上面已经提及的几个工业应用领域外,还有诸如钢酸工业、钛白粉工业、稀土工业、 有色金属冶炼业、电镀业、木材糖化业等,其共同特点是废酸与盐离子的分离或纯化。但由于有些行业产生的废酸量太大或废酸的浓度过低,用该法投资大或回收酸的浓度低,这些都限制了扩散渗析的使用,但从环境保护和资源回收利用来讲,扩散渗析进行酸的回收总比石灰中和要经济。

扩散渗析目前的应用还不象超滤、反渗透等膜过程那样普遍,可能是由于几个方面的原因造成的:

1) 处理量的限制,如一个500平方米的扩散渗析器,一天仅能处理5-8立方米;
2) 回收酸的浓度受平衡浓度的限制,也即回收酸不能高于原料废酸的浓度;
3) 不能减少废液的排放量,回收后的残液仍不能直接排放。

因此我司针对这几种缺点着手:

1)研制选择性好、酸的通量大的膜,可以增加废液的处理量、减少膜的面积和装置的有效尺寸;
2)研制新型的扩散渗析器,象压力驱动膜过程一样,开发中空纤维式、卷式等膜包,使运输、操作均大大简化,并可以随意组合(串或并)达到预期的处理效果;相同膜面积下,处理能力是板式的2-4倍。
3) 针对酸性废液,研制系统工程,除了扩散渗析回收酸、降低废液中的酸度外,也提出对残液的生物或化学的处理方案,以达到排放的要求;
4) 将扩散渗析运用于附加值比较高的领域,如用于无机酸和有机酸(氨基酸)的分离。如在生产医用氨基酸时,通常以干酪素为原料,由于在生产过程中,干酪素经盐酸水解后,溶液的酸度一直再增大,影响水解过程的进行,一般用用离子交换树脂脱酸,再生费用大,而且生产是间歇的;如果改为扩散渗析去除无机酸,则可避免这一缺点。这是一个十分值得推广的领域,由于不追求回收酸的浓度,可以加大扩散渗祈速度,并使原来生产过程可以连续进行。
扩散渗析由于操作简单、几乎不耗能源(除泵输送液体外),也是其他膜过程不可取代的,因此它在市场上仍有用武之地,随着环境保护意识的加强,其应用前景十分乐观。

 

工艺特点:

采用质子膜技术,进行酸碱废液回收处理,它是环保工艺中的一项伟大的技术革命,它开辟了环境污染处理的新纪元。

这种酸碱废液处理膜法回收技术的形成,产生了三大效果:

1、 大大减少了浪费,降低了生产成本。
2、 大大减少了排污,降低了环境污染。
3、 回收同时被纯化,提高了酸碱品质。

 

技术优势:

1、 质子膜再生酸碱废液的回收

质子膜广泛应用在制药、生物、化工等工艺生产中的提炼阶段,其再生废液含相当浓度(约5%)的酸(碱)和少量的二价离子、有机物(蛋白质、糖类)等杂质。
采用质子膜技术,可以将色素、有机物和无机盐离子等杂质从废液中除去,酸、碱和水相当程度(90%以上)被回收,而回收的酸(碱) 溶液可以重新供离子交换树脂再生使用,并且可无限次循环回收使用。

2.丝光漂洗碱废液的回收

纺织业在丝光漂洗过程中,要使用大量的NaOH碱溶液,产生的废碱液中有相当含量的NaOH和色素等有机物杂质。
采用质子膜技术,可以将废碱液中的NaOH溶液净化回收循环利用,同时使废液中大量的有机污染物等杂质浓缩到很少,便于处理。

3.冶金工业中酸洗废液的回收

在轧钢酸洗线上,会采用硝酸-氢氟酸(HNO3-HF )、硫酸(H2SO4 )和盐酸(HCl),进行酸洗,因此就有废酸洗液的处理问题。
采用质子膜技术,可以除去铁、镍、钴、铬等金属盐类杂质,得到纯化后的酸液,以循环重复使用。

4、 化工生产中废酸、碱液的回收处理

在化工生产中,会产生含有金属离子的废酸碱母液废水,如不同浓度的盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸-氢氟酸(HNO3-HF)等酸废水,如Mg(OH)2、Cu(OH)2等碱废水,这些废水都有回收和处理的问题。
采用质子膜技术,可以除去钙、镁、铁、铜、铝、锰、镍等金属离子杂质,而得到纯化后的酸碱水液,以循环重复使用。

 

工艺

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