冶金、金屬加工、石油化工、化纖、電鍍等行業(yè)排放的酸性廢水以及造紙、制革、煉油等行業(yè)排放的堿性廢水,未經(jīng)過處理直接排進(jìn)水體和土壤,不僅會浪費(fèi)掉大量可用的資源,而且會破壞生態(tài)的穩(wěn)定性和土壤的理化性質(zhì),影響農(nóng)作物正常生長,所以必須要進(jìn)行處理。擴(kuò)散滲析是一種以濃度差為推動力的膜分離過程,操作簡單、過程環(huán)保且費(fèi)用低,被廣泛運(yùn)用于工業(yè)廢水處理中。隨著應(yīng)用的不斷深入,擴(kuò)散滲析的不足之處逐漸顯現(xiàn)出來,如處理量小、水滲透現(xiàn)象嚴(yán)重等。本課題論文針對擴(kuò)散滲析存在的不足之處,提出“壓力-濃度”雙驅(qū)動擴(kuò)散滲析過程,即在原有的濃度差作為主要傳質(zhì)驅(qū)動力的基礎(chǔ)之上,增加壓力差作為輔助傳質(zhì)驅(qū)動力,實現(xiàn)壓力場和濃度場協(xié)同作用下的擴(kuò)散滲析傳質(zhì),提高處理量的同時可實現(xiàn)水滲透的抑制。論文共分為四章,各章內(nèi)容如下:第一章是對擴(kuò)散滲析及其發(fā)展歷程、擴(kuò)散滲析原理、擴(kuò)散滲析膜和膜組件、擴(kuò)散滲析理論模型以及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,并針對擴(kuò)散滲析的不足之處引出本論文的研究內(nèi)容。第二章研究了“壓力-濃度”雙驅(qū)動擴(kuò)散滲析回收模擬鋼鐵廢酸液（H₂SO₄/Fe SO₄混合溶液）中H

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

陰離子交換膜擴(kuò)散滲析處理鈦白廢酸原理示意圖

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文2圖1.1陰離子交換膜擴(kuò)散滲析處理鈦白廢酸原理示意圖Fig.1.1Schematicdiagramofanionexchangemembranediffusiondialysisfortherecoveryofsulfuricacidfromtitaniumwhitewasteacid以陽離子交換膜擴(kuò)散滲析處理鎢礦廢堿液（NaOH+Na2WO4）為例，介紹擴(kuò)散滲析回收堿的工作原理。如圖1.2所示，離子交換膜的左側(cè)為滲析室，用來盛放鎢礦廢堿液（NaOH+Na2WO4），右側(cè)為擴(kuò)散室用來盛放蒸餾水，在濃度差作用下，鈉離子（Na+）、氫氧根離子(OH-)、鎢酸根離子(WO42-)都有從滲析液室側(cè)向擴(kuò)散液室側(cè)擴(kuò)散的趨勢，同樣由于陽離子交換膜主體中負(fù)電荷活性基團(tuán)的作用，陽離子（鈉離子）可以順利通過膜擴(kuò)散進(jìn)入擴(kuò)散液室側(cè)，而陰離子（氫氧根離子和鎢酸根離子）理論上由于負(fù)電荷的排斥作用被抑制無法透過膜[7-10]。然而，氫氧根離子較于鎢酸根離子更容易透過膜擴(kuò)散進(jìn)入水側(cè)以滿足溶液電中性的要求，從而達(dá)到分離堿鹽的目的[11]。圖1.2陽離子交換膜擴(kuò)散滲析處理鎢礦廢堿液原理示意圖

第一章緒論5散液室，兩個隔室之間用離子交換膜隔開，且在實驗過程中為了減少濃度差極化的影響，兩個隔室均使用攪拌裝置攪拌。靜態(tài)擴(kuò)散滲析池主要用于實驗室研究，用來測定膜的滲析系數(shù)及分離因子[22]。圖1.3靜態(tài)擴(kuò)散滲析池示意圖。1.滲析液室；2.擴(kuò)散液室；3.攪拌棒；4.電機(jī)；5.離子交換膜Fig.13Schematicdiagramofstaticdiffusiondialysisdevice1.Dialysatecompartment;2.Diffusatecompartment;3.Stirringrod;4.Motor;5.Ionexchangemembrane第二種是板框式擴(kuò)散滲析組件，由幾個重復(fù)單元構(gòu)成，其中每個單元都包括一個滲析液室和一個擴(kuò)散液室，并由離子交換膜所隔開，板框式擴(kuò)散滲析組件主要有離子交換膜、配液板、加強(qiáng)板、流液板框等組成，主要特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)簡單、組裝拆卸方便、方便清洗等[23]。圖1.4是板框式擴(kuò)散滲析組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，擴(kuò)散液室和滲析液室中的溶液采用逆流流動的方式，可以獲得較大的傳質(zhì)推動力。板框式擴(kuò)散滲析組件因為其特點(diǎn)優(yōu)勢，成為了應(yīng)用最為廣泛并可商品化生產(chǎn)的擴(kuò)散滲析器。例如，山東天維研發(fā)出的具有國際先進(jìn)水平的板框式陰離子交換膜擴(kuò)散滲析器，在鈦白粉生產(chǎn)、濕法冶金、鋼鐵生產(chǎn)等行業(yè)的回收酸應(yīng)用中取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。日本ASTOM公司研發(fā)的TSD-2型板框式擴(kuò)散滲析組件由于具有較高的酸回收率而應(yīng)用較為廣泛。

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本文編號：3209938