水與廢水物化處理的原理與工藝

擴(kuò)散滲析是指利用離子交換膜將濃度不同的進(jìn)料液和接受液隔開(kāi)，溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過(guò)膜而擴(kuò)散到濃度低的一側(cè)，當(dāng)膜兩側(cè)的濃度達(dá)到平衡時(shí)，滲析過(guò)程即停止進(jìn)行。濃度差是滲析的推動(dòng)力。在滲析過(guò)程中進(jìn)料液和接受液一般是逆向流動(dòng)的。

原理：

擴(kuò)散滲析主要用于酸、堿的回收。在堿性條件下，可使用陽(yáng)離子交換膜(陽(yáng)膜)從鹽溶液中回收燒堿；在酸性條件下，可使用陰離子交換膜(陰膜)從鹽溶液中回收酸。擴(kuò)散滲析用于酸、堿回收，不消耗能量，回收率可達(dá)_70%～90%，但不能將它們濃縮。

溶液中回收廢酸為例進(jìn)一步闡述擴(kuò)散滲析的過(guò)程，如圖1：擴(kuò)散滲析示意圖所示?；厥账嵝璨捎藐幠ぃ幠д?，允許SO42-通過(guò)。在濃度差推動(dòng)下，原液室中的SO42-向回收室的水中擴(kuò)散滲析。除本身帶電外，離子交換膜孔道具有一定大小，因此還有“分子篩”的作用。當(dāng)SO42-向回收室遷移時(shí)，也會(huì)夾帶H+及Fe2+過(guò)去，但因?yàn)镠+小于Fe2+，H+隨SO42-滲析過(guò)去，而大部分Fe2+被阻擋。同時(shí)回收室中OH-離子濃度比原液室中的高，通過(guò)陰膜進(jìn)入原液室，與原液室中的H+離子結(jié)合成水。結(jié)果從回收室流出的是硫酸，從原液室流出的是FeSO42-殘液。用擴(kuò)散滲析法回收硫酸，只有原廢水硫酸濃度大于10%時(shí)，才有實(shí)用價(jià)值。

應(yīng)用：

擴(kuò)散滲析具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、基本不耗電等優(yōu)點(diǎn)，可用于：①?gòu)囊苯鸸I(yè)的金屬處理廢液中回收硫酸或鹽酸；②從濃硫酸法木材糖化液中回收硫酸；③從粘膠纖維工業(yè)的碎木漿料處理液中回收氫氧化鈉；④從離子交換樹(shù)脂裝置的再生廢液中回收酸、堿等。在工業(yè)上應(yīng)用較多的是鋼鐵酸洗廢液的回收處理。鋼鐵酸洗廢液一般含10%左右的硫酸和12%～22%的硫酸亞鐵。

某五金廠采用擴(kuò)散滲析法從酸洗鋼材廢液中回收硫酸。原廢酸液含硫酸60～80g/L，硫酸亞鐵150～200g/L。經(jīng)擴(kuò)散滲析法處理，酸回收率達(dá)70%，回收的酸液含硫酸42～56g/L，硫酸亞鐵<15g/L．。全部設(shè)備投資在兩年內(nèi)由回收的硫酸和硫酸亞鐵的收入償還。