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膜蒸馏技术在钛白粉行业应用浅析

作者:侯瑞 浏览:157 发表时间:2020-06-09 15:55:01 来源:原创


膜蒸馏技术在钛白粉行业应用浅析(二)    


四  中科瑞升膜蒸馏在钛白粉行业的试验研究情况说明;
对于钛白粉行业,到底哪个工艺段膜蒸馏能有用武之地呢。以下为我们中科瑞升团队研究情况。
1、通过对行业和部分企业的深入沟通,选择了河南某公司钛白粉生产过程中产生的酸性液体进行小试和中试,该股溶液含有大量的硫酸亚铁,废水的含硫酸量为17%,希望能够通过蒸发-浓缩将硫酸浓度提高到50%。依据业主提供的水质指标,对溶液进行简单预处理,随后进行蒸发-浓缩小试验,考察该酸性溶液是否适合采用蒸发-浓缩进行处理。
2、小试内容与结果
试验目的:分析酸性溶液的物理性质,对膜蒸馏膜的污染情况,确定不同的预处理方案对溶液进行预处理,再对预处理后的出水进行浓缩效果试验。
试验内容
酸性溶液
(1)原水物理性质:原溶液pH<1,酸性强,表观上较为浑浊,含有少量胶体物质,无明显的固体悬浮物,废水呈黄色;废水疏水性能较好,在膜表面轻微移动,没有明显的浸湿或粘连,见图1。
                                                         图1 原水疏水性能检测

(2)取400ml原水进行过滤,滤出液为黄色,但干净透明,见图2;对400ml滤出液进行浓缩试验,在加热过程中,在加热过程中,随着温度的升高,废水的颜色发生变化,当水样刚开始沸腾时,在浓缩液表面出现一层黄色的泡沫(见图3),并且随着浓缩倍数的增大,水样的颜色由黄色变为橘红色,红色越来越深(见图4、5)。在废水被浓缩至100ml的过程中,浓缩液始终保持干净透明,无明显盐的结晶析出。继续加热,废水中有盐析出,并溅出烧杯,具体现象见下图:  

 图2 原水滤出液                              图3 水样开始沸腾,颜色变化   

  图4  浓缩液至150ml                                      图5  浓缩液至100ml


(3)沸点温升、浓缩液疏水性能检测

溶液浓缩过程中,跟踪检测浓缩液的沸点温升,见表1。
  表1 废水浓缩液沸点温升
试验小结
通过对该股废水进行浓缩试验,试验过程中,当进行4倍浓缩时,浓缩液中没有明显的胶体、沉淀物或盐析出;浓缩液沸点温升较缓慢;原水、浓缩液的疏水性能较好,总体分析,该股废水的浓缩效果试验较理想,但浓缩过程的沸点温升较快,而且当浓缩倍数达到1.8倍时,浓缩液的粘度较大会与疏水膜发生粘黏,所以能否采用膜蒸馏进行处理,需做进一步分析、验证。小试完毕后,为了验证小试结果针对该溶液进行了中试验证。
中试试验内容与结果如下:
酸性溶液浓缩试验过程
将溶液经过进料管抽取料液,浓水循环,产水收集。实验条件:真空压力50~60mbar,热循环温度78℃,冷循环进口温度25℃,进料流量控制90~100L/h。中试现场照片如图6所示:
                                           图6  LEMON®中试装置照片
试验结果
对于此酸性溶液我们膜蒸馏技术可以浓缩至硫酸含量50%,可以实现企业酸性液体回用的基本指标。
由试验数据及相关试验现象,可以得到如下基本试验结果:
o  采用四效膜蒸馏可以实现废酸从12%到30%的浓缩。
o  随着酸浓度的增加,产水量降低,能耗增大;
o  硫酸浓度达到30%以上时,可采用双效膜蒸馏预期可提高产水效率
五  综上所述

通过对钛白粉行业的了解及研究,在生产钛白粉的过程中会使用大量硫酸,生产过程中硫酸只参与了反应过程并没有产生有用的产品,导致生产中会产生大量的硫酸亚铁废渣及大量低浓缩酸性废水,给企业带来负面的效益,那么怎么去给企业提高产能及减少酸性溶液污染排放是我们环保人士应该积极探索的事情,作为环保人的我们一直为此目标积极的与行业企业合作研究中,有后续进展会及时更新文章与大家分享。谢谢

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