双极膜电渗析应用于高盐废水再生酸碱的影响因素

高盐废水的处理是煤化工废水零排放的关键环节.双极膜电渗析(BMED)可将盐转化为相应的酸和碱,并回用于酸碱调整等内部工艺过程,对煤化工高盐废水的资源化利用有重要意义.针对“预处理-纳滤分盐-反渗透浓缩-二次预处理-电渗析提浓-BMED再生酸碱”的煤化工废水集成处理工艺,以配制的NaCl溶液模拟纳滤产水作为BMED的原水,探讨其制备NaOH和HCl过程中的关键影响因素.采用三隔室构型BMED装置,以碱浓度、反应速率、电流效率及能耗等作为主要评价指标,考察盐室初始/残液浓度、电流密度、膜堆循环流量和电极液浓度及类型等对BMED运行性能的影响.结果表明,在盐室初始NaCl质量分数15%,盐室NaCl残液质量分数5%,电流密度500 A/m^(2),膜堆各室循环流量90 L/h,电极液3%NaOH的优化运行条件下,NaOH浓度可达1.50 mol/L,电流效率60%,能耗2079 kWh/t-NaOH.研究结果可为推进BMED在煤化工高盐废水资源化处理中的应用提供参考.

基于二苯并-18-冠-6基体改性的K+选择性离子交换膜的制备及性能研究

基于18-冠-6醚环腔体可与K^(+)形成1∶1型稳定的络合物,通过掺杂的方式将4,4′-二氨基-二苯并-18-冠-6(A18C6)引入离子交换膜基材料中并成膜,然后利用1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)对A18C6分子进行交联固定,制得一系列改性阳离子交换膜。通过改变A18C6的含量和TMC的反应时间来调控阳离子交换膜的基体结构,系统考察了改性膜在K^(+)/Mg^(2+)、K^(+)/Na^(+)和K^(+)/Li^(+)的二元体系中对K^(+)的电渗析选择性。研究结果表明,在电流密度为5.0 mA·cm^(-2)的条件下,最优膜M-A18C6-10%-T30在K^(+)/Mg^(2+)和K^(+)/Li^(+)体系中对K^(+)的选择性(PK^(+)Mg^(2+)=6.96,PK^(+)Li^(+)=3.73)高于商业的单价选择性阳离子交换膜CIMS(PK^(+)Mg^(2+)=5.36)。A18C6的掺杂引入不仅提高了膜基体的致密性(孔径筛分效应),也为K^(+)在膜基体中的传输提供了新的离子传输通道(离子-偶极作用)。