雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)的(de)奇思妙想！

進(jin)水(shui)要(yao)求(qiu)、噸(dun)水(shui)能耗(hao)、產(chan)品(pin)純度(du)等往(wang)往(wang)是雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)系(xi)統(tong)核心(xin)考(kao)慮(lv)的因(yin)素。

工(gong)藝有(you)時候(hou)是(shi)死(si)的，但設(she)計(ji)是相(xiang)對(dui)是(shi)靈(ling)活的(de)。

01 工(gong)業高鹽廢(fei)水(shui)系統(tong)

雙(shuang)極(ji)膜的(de)使用，很多人(ren)對(dui)進(jin)水(shui)要(yao)求(qiu)會(hui)有(you)壹個(ge)定性的理解，其中進(jin)水(shui)水(shui)質中二價及(ji)二價以(yi)上(shang)陽(yang)離子含(han)量(liang)需要(yao)基(ji)本去(qu)除(chu)，否(fou)則不(bu)可行(xing)。其實也(ye)並非(fei)如(ru)此(ci)，比(bi)如(ru)有(you)色(se)行(xing)業有(you)些(xie)項目(mu)，其系(xi)統(tong)如下(xia)：

上(shang)述系統(tong)項目(mu)需求(qiu)主(zhu)要(yao)是(shi)回(hui)收(shou)銅、鋅(xin)，盡可(ke)能去(qu)除(chu)系(xi)統(tong)內(nei)的(de)F、Cl，只(zhi)要(yao)控(kong)制(zhi)終(zhong)點鹽室(shi)中的pH，即(ji)可以(yi)避免金屬(shu)離子形(xing)成(cheng)氫氧(yang)化物沈澱，從而確(que)保(bao)雙(shuang)極(ji)膜系(xi)統(tong)在(zai)此(ci)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)運(yun)行(xing)穩定性。

工(gong)業高鹽廢(fei)水(shui)lingpaifang系統(tong)中，最終(zhong)走工(gong)業無機鹽(yan)副(fu)產(chan)品(pin)的(de)思路很多時(shi)候(hou)業(ye)主也(ye)不(bu)太(tai)認可，可大部分(fen)時(shi)候(hou)他(ta)們(men)又無(wu)備(bei)選方(fang)案可選。雙(shuang)極(ji)膜的(de)出(chu)現(xian)則(ze)給(gei)他(ta)們(men)帶來(lai)了新思(si)路，這(zhe)兩(liang)年(nian)有(you)非常(chang)多的(de)應用(yong)案例(li)落地，在(zai)這(zhe)些(xie)案例(li)中，大部分(fen)都(dou)是(shi)納(na)濾分(fen)鹽(yan)後，納(na)濾產水(shui)氯化鈉(na)部分(fen)進(jin)行雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)，轉化成(cheng)鹽酸(suan)和氫(qing)氧化(hua)鈉(na)。

如果(guo)廢(fei)水(shui)是氯化鈉(na)和硫(liu)酸(suan)鈉(na)的混合(he)物(wu)，雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)出(chu)水(shui)堿(jian)液為氫(qing)氧化鈉(na)，酸(suan)液為鹽(yan)酸(suan)和硫(liu)酸(suan)混合(he)物(wu)，而且(qie)這(zhe)壹(yi)結果貌似我們(men)在(zai)不改(gai)變(bian)進(jin)水(shui)的條(tiao)件(jian)下(xia)，無(wu)法(fa)改變(bian)系(xi)統(tong)的出(chu)水(shui)。而顏(yan)海(hai)洋(yang)“In-Situ Combination of Bipolar Membrane Electrodialysis with Monovalent Selective Anion-Exchange Membrane for the Valorization of Mixed Salts into Relatively High-Purity Monoprotic and Diprotic Acids"壹(yi)文中則分(fen)享(xiang)了壹種思(si)路：

02 碳酸(suan)鹽與(yu)易(yi)結晶物料系(xi)統(tong)

廢(fei)水(shui)中若含有(you)大量(liang)碳酸(suan)根，壹(yi)般不(bu)建議進(jin)入(ru)雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)系(xi)統(tong)，因為系(xi)統(tong)中碳酸(suan)根會(hui)結合(he)H+產(chan)生二(er)氧(yang)化(hua)碳氣泡(pao)，影響(xiang)運行(xing)，容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)燒膜(mo)。

某壹溶(rong)液由有(you)機酸(suan)鹽和(he)碳酸(suan)鈉(na)組成(cheng)，傳統(tong)工(gong)藝主要(yao)采(cai)用連(lian)續(xu)離交工(gong)藝生成(cheng)有(you)機酸(suan)產品(pin)，實際(ji)生產(chan)面(mian)臨(lin)兩(liang)個(ge)問(wen)題(ti)：1. 連(lian)續(xu)離交需要(yao)考(kao)慮(lv)離交廢(fei)水(shui)處理，且(qie)大量(liang)副產(chan)的無(wu)機(ji)鹽(yan)需要(yao)處(chu)理；2. 連(lian)續(xu)離交過程(cheng)中排(pai)氣(qi)量(liang)大，影(ying)響(xiang)設備(bei)處(chu)理能力(li)和效(xiao)果(guo)。

改(gai)造(zao)工(gong)藝則采(cai)用雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)，過(guo)程中控制(zhi)鹽室的pH，控制(zhi)碳酸(suan)根僅僅轉化為碳(tan)酸(suan)氫根(gen)，可以(yi)有(you)效降(jiang)低(di)離交的負(fu)荷。其次(ci)工(gong)藝還可繼續延伸，當(dang)碳(tan)酸(suan)鈉(na)轉化為tansuanqingna時(shi)，它被剝離出(chu)系(xi)統(tong)，tansuanqingna而又(you)可(ke)以(yi)分(fen)解(jie)成(cheng)碳酸(suan)鈉(na)和二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)，再(zai)進(jin)雙(shuang)極(ji)膜。

現(xian)在(zai)有(you)機鹽(yan)產品(pin)的雙(shuang)極(ji)膜清潔生產(chan)案例(li)應用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，其中溶(rong)液組(zu)成(cheng)和性質具有(you)特殊性的類(lei)似系統(tong)不少，過(guo)程中需要(yao)控(kong)制(zhi)核心(xin)工(gong)藝參(can)數。

比(bi)如(ru)酒(jiu)石酸(suan)鈉(na)的雙(shuang)極(ji)膜系(xi)統(tong)，在(zai)30℃條(tiao)件(jian)下(xia)，酒(jiu)石酸(suan)溶(rong)解度(du)為156g，酒(jiu)石酸(suan)壹鈉(na)為11g，酒(jiu)石酸(suan)二鈉(na)為60.9g，顯(xian)然這(zhe)個(ge)雙(shuang)極(ji)膜系(xi)統(tong)，其核心(xin)的點是酒(jiu)石酸(suan)壹鈉(na)的溶(rong)解度(du)，系(xi)統(tong)可以(yi)考(kao)慮(lv)降(jiang)低(di)物(wu)料進(jin)水(shui)濃度(du)，或者(zhe)控制(zhi)系統(tong)的轉化終(zhong)點。

03 要(yao)求(qiu)高純度(du)的(de)系(xi)統(tong)

高鹽廢(fei)水(shui)的無(wu)機(ji)鹽(yan)資源化做成(cheng)酸(suan)和堿(jian)，酸(suan)堿(jian)的濃度(du)、品(pin)質(zhi)等會(hui)受到關(guan)註。有(you)機鹽(yan)的清潔生產(chan)過(guo)程(cheng)，有(you)機產(chan)品的(de)純度(du)、酸(suan)堿(jian)液純度(du)會(hui)受到關(guan)註。這(zhe)個(ge)絕(jue)大部分(fen)取決(jue)於(yu)雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)系(xi)統(tong)所配(pei)套的(de)雙(shuang)極(ji)膜、陽(yang)膜、陰膜的(de)性能，其次(ci)它也(ye)受工(gong)藝設計(ji)的產(chan)品(pin)濃度(du)等工(gong)藝因素影(ying)響(xiang)。

以TPAOH的(de)生產(chan)，除(chu)了常規(gui)的電解法(fa)，目前(qian)還有(you)雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)工(gong)藝，可以兩(liang)隔室(shi)和(he)三隔室。電解法(fa)存(cun)在(zai)膜的(de)使用(yong)壽(shou)命、系(xi)統(tong)占(zhan)地和(he)規模(mo)受限(xian)等問題(ti)，雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)則(ze)會(hui)遇到TPAOH純度(du)的(de)問(wen)題(ti)。

TPABr用傳統(tong)的二(er)隔室(shi)雙(shuang)極(ji)膜工(gong)藝，產品要(yao)求(qiu)轉化chedi，TPAOH產品中盡量(liang)不含(han)Br，所以(yi)二(er)隔(ge)室雙(shuang)極(ji)膜工(gong)藝要(yao)求(qiu)較高，實際(ji)工(gong)藝系統(tong)做出(chu)來(lai)的(de)TPAOH產(chan)品中含有(you)800-1000ppm的Br離子。

而余(yu)傑(jie)的(de)上(shang)述研究(jiu)發(fa)現(xian)，基(ji)於(yu)結(jie)果(guo)原(yuan)因的分(fen)析(xi)，他(ta)將雙(shuang)極(ji)膜的(de)組裝形式(shi)做壹些(xie)調(tiao)整，最終(zhong)有(you)效地(di)降(jiang)低(di)TPAOH產(chan)品中Br的含(han)量(liang)（約400ppm）。

工(gong)業系統(tong)高鹽廢(fei)水(shui)資源化的雙(shuang)極(ji)膜電滲析(xi)應用(yong)，其變(bian)化(hua)的(de)形(xing)式(shi)相對(dui)單(dan)壹(yi)。化(hua)工(gong)產品清潔生產(chan)系(xi)統(tong)雙(shuang)極(ji)膜的(de)應用(yong)則比(bi)較多樣化，需(xu)要(yao)結(jie)合前(qian)端生產(chan)和(he)客(ke)戶需求(qiu)來(lai)進(jin)行設(she)計(ji)，這(zhe)種往(wang)往(wang)最終(zhong)能形(xing)成(cheng)有(you)競爭(zheng)力(li)的新(xin)的(de)生產(chan)工(gong)藝。