以草甘膦母液废水资源化处理为示例的BMED酸碱制备过程

摘要

双极膜电渗析技术（BMED）是一项以双极膜、阴/阳离子交换膜为核心的新型电驱动膜分离技术，其在无机酸/碱制备、有机酸/碱制备、含盐废水处理等方面有着广泛应用。我国作为草甘膦的生产大国，有60％左右企业都是以DMP法为草甘膦生产工艺。DMP法草甘膦母液废水因其含盐量高（主要为NaCl）的特点而难以处理，已成为制约草甘膦企业发展的重大问题。结合BMED过程特性，本工作利用BMED工艺脱除草甘膦母液废水中NaCl，同时将其转化为可用的NaOH、HCl溶液，实现草甘膦母液废水的资源化处理。
　　本文首先以10％ NaCl溶液为物料，以浓度、纯度、电流效率、能耗为指标，针对BMED过程所用的双极膜、阴/阳离子交换膜进行选择试验。结果表明:双极膜的水解离效率、抗同名离子泄漏性能及阴/阳离子交换膜的离子选择性共同影响着BMED酸碱制备过程。为了获得高浓度酸碱产品应该尽可能减少H+、OH-的泄漏;为获得高纯度酸碱产品应尽可能减弱BMED过程的同名离子泄漏现象，有利于提高过程电流效率、降低能耗。Fuma-Tech的BPM双极膜、FKB/FAB单价离子交换膜在以NaCl为原料的BMED酸碱制备过程表现了较佳的性能。
　　草甘膦母液废水与NaCl溶液的BMED酸碱制备过程规律相似。BMED工艺能够高效地脱除草甘膦母液废水中的NaCl，并以50％以上的电流效率将其转化为最高浓度达2.38 mol/L的NaOH溶液、最高浓度达1.80 mol/L的HCl溶液。当操作电流密度为40 mA/cm2、料液流量为100 L/h时，BMED过程电流效率为87.10％、能耗为2.33KW·h/kg、草甘膦收率97％以上、草甘膦废水脱盐率90％以上。经BMED过程处理后，DMP法草甘膦废水的纳滤膜浓缩性能大大提高，膜通量是未经BMED过程处理的草甘膦废水的1倍以上，衰减速率仅为未经处理废水的57.15％，这表明经BMED过程处理后，草甘膦废水的纳滤浓缩过程的膜污染情况得到缓减，这有利于进一步浓缩处理草甘膦废水，实现其零排放。
　　BMED酸碱制备过程将在草甘膦母液废水等含盐废水的零排放处理工艺中发挥重要作用。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 电渗析技术

1．2 双极膜电渗析技术

1．3 双极膜电渗析技术的应用

1．3．1 双极膜电渗析在无机酸／碱制备中的应用

1．3．2 双极膜电渗析在有机酸／碱制备中的应用

1．3．3 双极膜电渗析在化工／医药领域的应用

1．3．4 双极膜电渗析在废水处理、资源回收利用中的应用

1．4 草甘膦及其生产工艺

1．4．1 草甘膦母液废水及其特性

1．4．2 草甘膦母液废水的处理技术

1．5 课题研究目的、内容

1．5．1 研究思路

1．5．2 研究内容

第二章 不同离子交换膜在BMED酸碱制备过程中的性能

2．1 实验背景

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料

2．2．2 实验装置、原理

2．2．3 实验数据采集及分析

2．2．4 实验步骤

2．3 结果与讨论

2．3．1 双极膜对BMED酸碱制备过程的影响

2．3．2 阴／阳离子交换膜对BM ED酸碱制备过程的影响

2．4 本章小结

第三章 草甘膦母液废水的BMED资源化处理过程

3．1 实验背景

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验装置及原理

3．2．3 实验数据采集及分析

3．2．4 实验步骤

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 电流密度对BMED过程的影响

3．3．2 料液室与酸、碱室流量比对BMED过程的影响

3．3．3 经BMED过程处理后DMP法草甘膦母液的纳滤浓缩性能

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间申请的发明专利