隨著我國工業(yè)的快速開展，大量的污水和廢水恣意排放，給城市水資源帶來極大污染，嚴(yán)重要挾著人們生活質(zhì)量，并危害水資源與人類社會的可持續(xù)開展，所以如何科學(xué)地對生活污水與化工廢水停止處置已成為當(dāng)前亟待處理的問題。而離子膜電解技術(shù)是一種高效、新型的污水處置技術(shù)，隨著其應(yīng)用范圍的不時擴(kuò)展，目前已浸透到多個行業(yè)中，為我國的水資源處置帶來了新的革新。

　　1、離子膜電解概述

　　離子膜電解技術(shù)又稱膜電槽電解法，是應(yīng)用陽離子交流膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室，使電解產(chǎn)品分開的辦法。離子膜電解法是在離子交流樹脂的根底上開展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，應(yīng)用離子交流膜對陰陽離子具有選擇透過的特性，允許帶一種電荷的離子經(jīng)過而限制相反電荷的離子經(jīng)過，以到達(dá)濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的，這項(xiàng)技術(shù)曾經(jīng)用于氯堿的消費(fèi)，海水和苦咸水的淡化，工業(yè)用水和超純水的制備，酶、維生素與氨基酸等藥品的精制，電鍍廢液的回收，放射性廢水的處置等方面，其中應(yīng)用且效果的是氯堿工業(yè)。在氯堿工業(yè)中，應(yīng)用陽離子交流膜電解槽電解食鹽或水溶液來制造氯氣、氫氣和高純度的燒堿或氫氧化鉀。

　　2、離子膜電解工藝流程

　　經(jīng)過兩次精制的濃食鹽水溶液連續(xù)進(jìn)入陽極室，鈉離子在電場作用下透過陽離子交流膜向陰極室挪動，進(jìn)入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產(chǎn)生的氫氧離子生成氫氧化鈉，同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子遭到膜的限制，根本上不能進(jìn)入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。局部氯化鈉電解后，剩余的淡鹽水流出電解槽經(jīng)脫除溶解氯，固體鹽重飽和以及精制后，返回陽極室，構(gòu)成與水銀法相似的鹽水環(huán)路。分開陰極室的氫氧化鈉溶液一局部作為產(chǎn)品，一局部參加純水后返回陰極室。堿液的循環(huán)有助于準(zhǔn)確控制參加的水量，又能帶走電解槽內(nèi)部產(chǎn)生的熱量。

　　3、離子膜電解技術(shù)在廢水處置中的應(yīng)用

　　3.1 堿性廢水處置

　　關(guān)于很多堿性廢水，采用離子膜電解法處置，不外加任何化學(xué)物質(zhì)，能夠在大幅度降低廢水COD的同時，回收廢液中的堿，疾速降低廢液pH值，為后續(xù)生化單元起到良好的預(yù)處置作用，造紙黑液處置正是這方面的一個應(yīng)用。一些研討人員采用異相單陽膜電滲析器，以鈦基涂鉛板為陽極，聚乙烯異相膜為離子交流膜，研討了操作條件如電流密度、溫度等要素的影響，得出電流密度350A/m，電流效率85%～99%，堿回收率7O%～75%，耗電量5000～6000kW/t的結(jié)論;還有一些研討人員以堿法麥草制漿黑液為對象，對草漿黑液處置的根本理論、技術(shù)特征和影響要素做了一系列的研討，討論了運(yùn)用該技術(shù)處置草類制漿黑液的工藝條件，并且研討了過程N(yùn)a+均衡，初步討論了木質(zhì)素、半纖維素的電化學(xué)氧化。污染控制與資源化研討國度重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對采用離子膜電解法對處置環(huán)氧丙烷氯醇化尾氣堿洗廢水停止了研討，在電解電壓5.0V時，循環(huán)處置3h，廢水COD去除率可達(dá)78%，廢水中堿回收率可達(dá)73.55%，為后續(xù)生化單元起到良好的預(yù)處置作用。

　　3.2 有機(jī)酸廢水處置

　　發(fā)酵法消費(fèi)有機(jī)酸的過程中，有機(jī)酸的提取別離是一個單薄環(huán)節(jié)，常常產(chǎn)生大量廢水。而用離子膜法提取別離有機(jī)酸，不只能進(jìn)步收率，而且作為清潔工藝，能大大降低廢水的排放量。近年來對該法在酒石酸、檸檬酸、及其他有機(jī)酸廢水的處置中的應(yīng)用停止了普遍研討，采用離子膜電解法對味精消費(fèi)中的高濃度氨氮有機(jī)廢水停止預(yù)處置，對影響氨氮去除的幾種要素停止了研討。脫除的氨氮以濃氨水的方式回收，完成廢物資源化;廢水經(jīng)脫氨后出水根本無色，COD也有一定降低。綜合思索能耗后，關(guān)于氨氮質(zhì)量濃度高達(dá)7500mg/L的廢水，在4V、11L/h、6O℃的操作條件下，電解1.5h，氨氮均勻去除率可穩(wěn)定在,72.66%左右。

　　3.3 電鍍廢水處置

　　電鍍行業(yè)排放廢水普通含有大量重金屬離子，這些金屬離子大都是較貴重金屬，具有的回收應(yīng)用價(jià)值。離子膜電解技術(shù)應(yīng)用金屬離子的氧化復(fù)原特性取代或局部取代陰極陽極發(fā)作的析氫析氧反響，使得局部金屬可以在陰極上沉淀被回收，也能夠使一些被復(fù)原的金屬離子在陽極上依照需求停止氧化。一些研討人員自制離子膜電解槽研討了銅消費(fèi)過程中鈍化液的處置的可行性，不只能夠回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+;研討人員以鍍鋅鈍化液為處置對象也作了研討，并肯定了溫度30～40℃、電壓4.0V的工藝條件，該條件下鈍化液中質(zhì)量濃度為29.06g/L的Cr3+氧化成Cr2O72-的電流效率可達(dá)50%～60%，鋅去除量為0.2～0.3g/h。

　　3.4 冶金廢水處置

　　COMAT法是應(yīng)用酸性硫酸鹽介質(zhì)浸出低品位銅的一個理想閉路循環(huán)流程，但該法最終仍產(chǎn)生硫酸銨廢液，按傳統(tǒng)辦法只能用石灰處置后排放，但用陰膜電解處置可將硫酸銨電化學(xué)合成成硫酸和氨水，陰膜將陰極室與陽極室隔開，通電后陽極室硫酸得到富集，陰極室生成氨水，生成的氨水和硫酸都能夠返回流程中運(yùn)用，完成閉路循環(huán)。一些研討人員于二十世紀(jì)八十年代初開端研討離子膜電解技術(shù)回收鎢酸鈉溶液中的游離堿，并開端工業(yè)應(yīng)用;還有一些研討人員對其也停止了一系列深化的研討，在探究性實(shí)驗(yàn)取得勝利以后，對電崩潰系的電解陽極、電解槽構(gòu)造、電解槽組合方式停止了深化研討，獲得了一定的成果，并在此根底上采用鎢酸鈉料液停止了工業(yè)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，標(biāo)明連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)方式有利于鎢酸鈉溶液膜電擺脫堿過程的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，60～65℃、1000A/m2的電流密度下，原料溶液中游離堿質(zhì)量濃度為63.5g/L，去除率可達(dá)80%，電流效率可達(dá)88%，具有工業(yè)適用價(jià)值;還有一些研討人員則系統(tǒng)研討了在小型電解槽中停止離子膜電解鎢萃取工藝廢水時，各種工藝參數(shù)對電解效果的影響，并比擬了一些國產(chǎn)離子膜的應(yīng)用效果。冶金工業(yè)常需求處置廢堿液，應(yīng)用陽膜電解將廢堿回收，通電后工業(yè)廢堿液中的陰離子(Cl-)，被截留在陽極室中，K+或Na+透過陽膜，在陰極室產(chǎn)生高濃度堿液。

　　4、完畢語

　　綜上所述，離子膜電解技術(shù)曾經(jīng)在某些范疇特別是氯堿等工業(yè)中到達(dá)了工業(yè)化應(yīng)用，雖然在廢水處置應(yīng)用方面還有很多問題亟待處理，但它共同的性能和實(shí)驗(yàn)室的研討成果已顯現(xiàn)了它宏大的潛力和前景。隨著研討的深化，該技術(shù)必將成為一種處置廢水的通用技術(shù)辦法，所以有必要加大人力物力投入，研討有特征的工藝并樹立實(shí)驗(yàn)廠，使離子膜的應(yīng)用與研討互相促進(jìn)。