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电渗析法海水淡化应用的作用说明
时间： 16:41:37&&& 来源：http://www.hb114.cc
渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，渗析的过程越快，否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的。因此，扩散速度比较慢。如果在膜的两边施加一直流电场，就可以加快扩散速度。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓水排放，淡水即为除盐水。这就是电渗析法除盐原理。
反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法海水淡化利用热能和电能。所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。反渗透海水淡化经一次脱盐，能生产相当于自来水水质的淡化水。虽然蒸馏法海水淡化水质较高，但反渗透技术仍具有较强的自身优势，如应用范围广，规模可大可小，建设周期短，不但可在陆地上建设，还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。
电渗析海水淡化反渗透系统需要较好的预处理，才能保证出水水质。在海水淡化领域中，预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。由于海水中的硬度、总固体溶解物和其他杂质的含量均较高，在运行过程中，反渗透系统对于浊度、pH值、温度、硬度和化学物质等因素较为敏感，所以对进水的要求相对较高，如果进水水质差，产水率就非常低。因此，海水在进入反渗透膜装置之前必须进行预处理。以下是海水淡化的常用的工艺简述。
海水杀菌灭藻
由于海水中存在大量微生物、细菌和藻类。海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转，所以海水淡化工程多采用投加液氯、次氯酸钠和硫酸铜等化学剂来杀菌灭藻。
因为海水具有周期性涨潮、退潮，水中常夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定，故在预处理中要加入混凝过滤，目的在于去除海水中的胶体、悬浮杂质，降低浊度。在反渗透膜分离工程中通常用污染指数(SDI)来计量，要求进入反渗透设备的给水的SDI&4。由于海水比重较大，pH值较高，且水温季节性变化大，预处理系统常选用三氯化铁作为混凝剂，其具有不受温度影响，矾花大而结实，沉降速度快等优点。
不区分大小写&&&&讯：因镀件和工艺的不同,污染物的种类也不同,浓度差异也较大,成分复杂,不仅含有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+等大量的重金属离子,而且含有剧毒的CN-。近年来,国内外对高浓度电镀废方法研究甚多,工艺各异,主要有化学法、电解法、离子交换法、电渗析法、生物法等,而传统的化学法、离子交换法、反渗析法等不同程度地存在着工艺复杂、能耗大、成本高、占地面积大、运转费用高、有二次污染等弊端。
&&&&利用微生物处理重金属工业废水的研究源于20世纪80年代,采用生物法处理金属废水成为国内外科研人员研究的新课题,它具有效率高、选择性强、吸附容量大等优点,不会造成二次污染,且废水处理成本低,面世后便引起了广泛注意,得到了较快的发展。
&&&&生物法处理电镀废水的机理在于微生物之间存在互生、共生的关系,有着化学、物理和遗传等三个层次的相互协作机制。在微生物的生长、繁殖过程中,会产生一定量的代谢产物。这类生化物质能使废水中的重金属离子改变价态,使Cr6+还原为Cr3+,同时微生物菌群本身还有较强的生物絮凝、静电吸附作用,吸附Cr3+及、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+等离子,使其经固液分离后进入菌泥饼,废水达标排放或回用。微生物在一定条件下靠养分不断繁殖生长,从而长期产生废水处理所需的菌源。
&&&&2研究概况
&&&&近几年来,随着生物工程科学的发展,人们对微生物的认识越来越深入,已着手研究利用微生物法处理电镀废水的新技术,目前在功能菌分离,菌群及工艺优化、提高生物吸附性能以及优化微生物处理工艺等方面,国内外科技人员已做出了大量研究和工程实例。
&&&&2.1功能菌
&&&&功能菌是从废水、电镀污泥及下水道管内分离筛选出菌株,人工培养和驯化,从中获得高效净化重金属的复合功能菌。微生物功能菌处理电镀废水具有工艺流程简单、污泥量少等特点。
&&&&中科院成都生物研究所的李福德、吴乾菁、赵晓红等自1986年以来,从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌株,从中获得了高效净化Cr6+及其它重金属的SR系列复合功能菌,并以此为基础设计了微生物法治理电镀废水的新工艺。成都锦江电机厂等四项实际工程运行结果表明:该微生物法对废水组分、金属离子浓度以及pH的变化适应性较强,处理后水中Cr6+、总铬、Zn2+、Ni2+、Cd2+等离子质量浓度均符合《污水综合排放标准》(GB8978-88)。且工艺流程简单,投资少,无二次污染,污泥中金属用微生物法或化学法回收。
&&&&Tuppurainen等用硫酸盐还原菌(SRB)处理人工合成的含的重金属废水,使SO42-还原成S2-,S2-与Zn2+生成沉淀。X-射线衍射分析表明,沉淀物大部分是ZnS。用SRB处理含Zn2+质量浓度为200mg/L左右的废水,Zn2+去除率达到98%。
&&&&Laxman等研究发现灰色链霉菌能在24～48h内把Cr6+还原成Cr3+并能显著地吸收Cr3+。
&&&&乔勇等从电镀废水中分离出了三株能够高效降解自由氰根的菌种,并对这三株菌的生长曲线和影响其降解氰化物的因素进行了研究。结果表明,在其最优条件下该菌种能将80mg/L的CN-降解到0.22mg/L,降氰率达到98.9%。该研究结果可为微生物在处理含氰废水的实际应用提供依据。
&&&&2.2高效生物吸附剂
&&&&生物吸附剂是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离将水溶液中的金属离子去除,因此开发高效的生物吸附剂和处理工艺,是生物法处理重金属废水的主要发展方向。
&&&&B.W.Atkinson等研究了剩余活性污泥处理电镀废水,电镀废水主要含有Zn2+,其质量浓度达到110mg/L,同时还含有少量的Cu2+、Cd2+、Ni2+、Cr3+和Cr6+,其研究结果表明,活性污泥对锌的去除率高达96%,其它金属的质量浓度均在50mg/L以上,平均去除率为80%。生物吸附法由于其吸附容量一定、选择性高、活性污泥来源广泛、廉价易得等特点[11],因而这一结果表明活性污泥非常适为生物吸附剂使用。
&&&&Anastasios等在Cu2+、Zn2+和Ni2+3种离子共存的溶液(pH为8)中,用失活的链霉菌菌体对Zn2+(质量浓度为50mg/L)进行吸附,其去除率达到70%;溶液pH为9时,Zn2+的去除率接近100%。
&&&&赵力等人研究了黑根霉菌丝体对铅的吸附,发现在适宜的条件下,饱和吸附量分别可以达到135.8mg/g(未经处理)和121.1mg/g(明胶包埋)。
&&&&王亚雄等]研究发现类产碱假单胞菌和藤黄微球菌对Cu2+和Pb2+有较强的吸附能力。Cu2+和Pb2+离子在这2种细菌上的吸附基本符合Langmuir单分子层吸附行为,其线形回归系数大于0.99。Cu2+和Pb2+离子在细菌表面吸附与pH有密切关系,适宜pH范围为5～6。稀HNO3和H2SO4是Cu2+离子从藤黄微球菌菌体上有效的洗脱剂。
&&&&2.3工艺优化
&&&&张子间等针对单一生物法净化含铬电镀废水存在着效率低、处理成本高的问题,采用一种新的组合工艺:微电解-生物法来处理含铬电镀废水。在实验过程中,重金属离子通过微电解法去除90%以上,剩余部分被后续工艺的微生物功能菌去除。实验结果表明:Cr6+的质量浓度为50mg/L,Cu2+质量浓度为15mg/L,Ni2+质量浓度为10mg/L的废水经处理后,重金属离子的净化率达99.9%,且无二次污染。
&&&&Wang等人选用酚降解菌P.putida和Cr6+还原菌E.coli在连续流生物反应器中联合培养。苯酚是唯一碳源和能量源。该系统分别在不同作用时间、Cr6+和苯酚不同初始浓度的10种工况下,连续运行了279d。在其中8种工况下,Cr6+和苯酚几乎获得了完全去除。本系统的特点是细菌的培养装置与反应器合并在一起,在细菌培养的同时去除了Cr6+和苯酚。
&&&&叶锦韶等利用复合生物吸附剂FY01与活性污泥作为吸附材料,探讨了柱式生物曝气法对高浓度含铬电镀废水的生物吸附效果。研究结果表明柱式生物曝气吸附法对含铬废水的处理效果理想,运行稳定。串联处理2000mL总铬、Cu2+和COD质量浓度分别为60.4、4.51和48.2mg/L的电镀废水2h后,去除率分别高达92.1%、99.2%和71.4%。
&&&&刘瑞轩等人开发了电生物膜方法处理重金属离子有机废水的全套工艺,研究表明电生物膜反应器能够很好地净化含有50mg/LPb2+和1500mg/L苯酚的高浓度废水,对含Cr3+初始质量浓度为5～80mg/L的电镀废水均可得到高效治理,该法对水质水量波动适应性强,出水均优于工业污水国家排放标准。上一页1
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　出版专著“电镀手册”“电镀原理与工艺”“镀锌”“实用镀铬技术”等，在国内外杂志发表论文40余篇。
　提出并促成中表协清洁生产指导委员会成立，积极开展电镀及表面处理行业清洁生产审核、推广和交流活动。
　研究方向：涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理。多篇论文在国内技术论坛或研讨会上获奖。
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电渗析法处理氨基酸废水.pdf94页
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太原理工大学
硕士学位论文
电渗析法处理氨基酸废水
姓名:赵瑞华
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:凌开成
查堕墅盔兰婴主塾兰窒
电渗析技术是膜分离技术的一种。它是利用离子交换膜的选
择透过性,在直流电场的作用下,使电解质的阴、阳离子发生定
向迁移,从而达到净化水质和回收有用物质的双重目的。/
本课题是在实验室范围内,应用电渗析技术对低浓度.谷氨
酸废水进行分离,并对两种膜一异相离子交换膜和均相离子交换
膜的分离效果进行比较。另外,对影响电渗析器极限电流密度和
过程性能的因素进行了研究,获取到本实验的适宜操作条件,找
到了描述设备特性的经验模型一
/用异相离子交换膜:
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用均相离子交换膜:
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实验表明,含.~./的~谷氨酸废水经五对膜
组装的×电渗析器后,脱酸率大于%,脱除率为
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另外,对混酸物系谷氨酸和甘氨酸的水物系及柠檬酸
废水物系分别进行了电渗析分离处理,得出了脱酸率。同时对两
种果汁脱酸进行了初步探讨。
关键词:膜分离,电渗析,极限电流密度,一谷氨酸一
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Ⅱ太原理:人学硕十毕业论文
近些年来,随着现代化工业生产的迅猛发展,工业废水的排
放量与日俱增,不仅严重污染环境,破坏生态平衡,威胁人类的
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电渗析技术是一项能有效处理工业废水、适用
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