双极膜电渗析在高浓盐水资源化的性能评价指标研究

田磊，王岱，巢志理

(陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054)

双极膜电渗析(BPED)电解盐制酸碱技术应用于废水零排放系统，可以实现废盐转化为酸碱回收利用，有可能成为高浓盐水资源化的一个主流工艺技术。尽管已有BPED应用于化学合成、生物制药、有机酸发酵、食品等行业的报道，但现有BPED膜产品应用于高浓盐水零排放系统仍面临易受污染、寿命短等问题[1-3]，该问题的一个突出表现是零排放工程的实际需求和工艺特点与供应商提供的产品性能不匹配。为加快BPED在废水零排放工程中的应用和推广，有必要筛选工程化应用膜的性能评价指标，核对供应商提供的工艺技术参数，并通过关键指标比对，了解主流产品的优劣基本数据，以指导实际工程应用。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

由双极膜、阴膜和阳膜组成的膜堆，来自三个膜供应商，出于商业信息保密考虑，分别命名为甲、乙和丙；氯化钠、无水硫酸钠均为分析纯。

EX-3BT双极膜电渗析设备(三隔室)，设备尺寸400 mm(W)×300 mm(D)×600 mm(H)，包括直流电源(4.4 A)、膜堆、储存液缸、循环泵(100 L/h)等；电极材质为钛涂钌，单张膜尺寸75 mm×195 mm，单组膜有效面积为0.005 5 m2，一个膜堆十个膜组，膜堆总有效面积为0.055 m2。

1.2 双极膜电渗析制酸碱实验

物料、极水由蒸馏水投加NaCl和Na2SO4配制。甲、乙、丙膜堆实验参数完全相同，见表1。

表1 BPED膜堆实验参数Table 1 BPED experimental parameters ofmembrane reactor

物料配制好后，在实验设备内先循环10 min，系统运行正常后，启动电解电源，调整电流到 40 mA/cm2，采用周期性循环模式运行，循环时间10 h，循环量60 L/h。断开电解电源，继续循环 10 min 后取盐室、酸室、碱室试样，采用酸碱滴定法测定NaOH和HCl浓度，AgNO3滴定法测定NaCl溶液浓度，电耗数据通过实验设备导出。……