一、概 述
電滲析利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質(zhì)粒子(如離子)的方法稱為滲析。在電場作用下進(jìn)行滲析時,溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子(如離子)通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。利用電滲析進(jìn)行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱為電滲析法,它是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種新技術(shù),*初用于海水淡化,現(xiàn)在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè),尤以制備純水和在環(huán)境保護(hù)中處理三廢*受重視,例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)等。
電滲析與近年引進(jìn)的另一種膜分離技術(shù)反滲透相比,它的價格便宜,但脫鹽率低。當(dāng) 電滲析前國產(chǎn)離子交換膜質(zhì)量亦很穩(wěn)定,運行管理也很方便。
電滲析作為一種新興的膜法分離技術(shù),在各種天然水淡化 ,海水濃縮制鹽,廢水處理等方面起著重要的作用,已成為一種較為成熟分離處理方法,如在我國電力機(jī)車上多數(shù)采用堿性蓄電池,它作為直流控制電源的輔助電源,并兼作可控硅穩(wěn)壓電源的濾波元件。在升弓前及可控硅穩(wěn)壓電源發(fā)生故障時機(jī)車控制電路都要由它供電,所以蓄電池工作質(zhì)量的好壞,電解液質(zhì)量是一個重要因素,堿性電解液分氫氧化鉀水溶液和氫氧化鈉水溶液兩種,由于堿性電解液會吸收空氣中的二氧化碳,水分子的蒸發(fā)或者混入一 些雜質(zhì),會造成電解液中 CO32-、Cl-等離子含量增大,電阻率增大,蓄電池容量降低,而使電解液報廢,由于大量的排放蓄電池廢液一方面會加大成本支出造成浪費,另一方面會污染環(huán)境、危害人體健康,利用了電滲析法回收堿性蓄電池廢液可節(jié)約原材料,減少了環(huán)境污染。
二、電滲析法回收蓄電池廢液原理
由于陽離子交換膜對陽離子有選擇透過性, 在正負(fù)電極之間放入陽離子交換膜,構(gòu)成一
膜二室的電解槽,將堿性廢液供入陽極室,蒸餾水(或純水)供入陰極室,在直流電作用下,鉀離子(或鈉離子)透過陽離子交換膜進(jìn)入陰極室,而陰離子 CO32- 、Cl- 等不能透過陽離子交換膜,這時陽極室氫氧化鉀濃度不斷下降 ,陰極室氫氧化鉀濃度不斷提高,因而可得到純度較高的氫氧化鉀,例電滲析功率4.5 kW、電解槽(mm)500×330、4組占地面積(m)2.8×1.9、總重1.8t, 8小時的生產(chǎn)率為1 0 kg, 膜采用強(qiáng)酸性均相陽離子交換膜,電極材料:陽極為鍍鎳不銹鋼板,陰極為不銹鋼,電解槽極窒采用聚氯乙烯硬板材另加橡膠皮墊,其操作工藝過程是;首先將廢堿液進(jìn)入廢堿槽及過濾器系統(tǒng),經(jīng)粗濾后進(jìn)入精濾器 (精濾器過濾精度為1 0μm)。過濾隔板及過濾器芯沉積污物過多時,應(yīng)拆下進(jìn)行反沖清洗。
三、結(jié) 論
總之利用雙極膜電滲析法提純電力機(jī)車堿性蓄電池廢液工藝,是將不合格堿性廢液CO32-,Cl-等離子和雜質(zhì)除去,變?yōu)楹细駢A液繼續(xù)使用,該系統(tǒng)流程中具有其它方法無法替代的優(yōu)越性原理操作簡單、成本低、節(jié)約原材料、減少廢液污染排放,有利于環(huán)境保護(hù)并可連續(xù)運行,使處理后堿性蓄電池廢液給實際使用和社會帶來一定的效益。