膜法濃縮草甘膦母液系統(tǒng)成功上市
一、膜分離濃縮技術簡介
膜分離技術是利用膜對混合物中各組份的選擇透過性能來分離、提純和濃縮目的產(chǎn)物的新型分離技術，膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程，具有高效、節(jié)能、無污染、操作方便和用途廣等特點，是當代公認的*先進的化工分離技術之一。膜分離技術可作為一種清潔生產(chǎn)工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸餾濃縮、高速離心分離、萃取、離子交換樹脂吸附、生化處理中沉降等工藝，膜分離技術應用的領域涉及電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè)，應用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度大，是其它任何一種化工分離技術無法替代的，被國外稱為二十一世紀*有發(fā)展前途的十大高新技術之一。
膜分離技術包括微濾、超濾、納濾、反滲透、液膜、滲透汽化、擴散滲析等。液體分離膜的分類，根據(jù)待分離物質的大小，依次可分為微濾、超濾、納濾、反滲透，它們的分離范圍如下所示：
下面對在此工程中應用到的超濾、納濾、反滲透作簡要介紹：
1 超濾分離原理
在該工程超濾過程中使用的膜為中空纖維材料制成的。中空纖維是把纖維定向平心行放置于開孔的中心管上形成的。中空纖維裝置的操作是把加壓的進料液由中心管導入，沿透過器整個長度分布，徑向流過纖維的外側。產(chǎn)品水透過纖維壁進入內(nèi)腔，再通過管板流至透過液出口。在纖維束外側和壓力容器壁內(nèi)側間的溶液流向出口。透過液在低壓下流出。溶液流出時只發(fā)生了很小的壓力降，可作為后續(xù)的進料液，來增加回收率和系統(tǒng)的容量。單個草甘膦脫鹽的中空纖維透過器約為50%的回收率下操作，串聯(lián)后，可以在回收率為98%下操作。
優(yōu)點：1）膜面積與體積比高；2）單個透過器的回收率高；3）易檢修；4）易現(xiàn)場更換纖維束。
缺點：對膠體與懸浮物的污染敏感。
中空纖維膜組件示意圖：
2納濾分離原理
納濾膜是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，其操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間。是專門為了高度脫除水中總有機碳（TOC）類有毒有害雜質非凡開發(fā)的產(chǎn)品，它具有中到高程度的透鹽率和中等程度鈣的透過率（40%-60%），是脫除地表水和地下水中的有機物并進行部分軟化的理想膜元件，滿足維持口感和輸送管網(wǎng)所需的*低硬度。納濾膜（NF）可在很低的操作壓力下有效地脫除有毒有害物質，又能有效地保留部分營養(yǎng)離子。NF/RO就是將納濾與反滲透的性能優(yōu)勢結合起來，在需要保留部分離子的行業(yè)得到完美的運用。
卷式膜組件示意圖
3 RO分離原理
反滲透膜透過機理：
溶劑與溶質透過膜的機理是由于溶劑與溶質在膜中的溶解，然后在化學位差的推動力下，從膜的一側向另一側進行擴散，直至透過膜。溶劑和溶質在膜中的擴散服從菲克（Fick）定律，這種模型認為溶劑和溶質都能溶于均質或非多孔型膜表面，以化學位差為推動力（常用濃度差或壓力差來表示），分子擴散使它們從膜中傳遞到膜下部。因此，物質的滲透能力不僅取決于擴散系數(shù)，而且取決于其在膜中的溶解度。溶質的擴散系數(shù)比溶劑小得越多，高壓下水在膜內(nèi)移動速度就越快，因而透過膜的水分子數(shù)量就比通過擴散而透過去的溶質數(shù)量更多。
反滲透是滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅下借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分開的分離方法，其孔徑大約在5～10Å。它已廣泛應用于各種液體的提純與濃縮，其中*普遍的應用實例便是在水處理工藝中，用反滲透技術可將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質去除，以獲得高質量的純凈水。目前應用*廣泛的是卷式聚酰胺復合膜，其水通量和脫除率會受壓力、溫度、回收率、進水含鹽量和PH值等的影響。
反滲透工作原理：
二、膜分離濃縮法的優(yōu)點
膜在處理低濃度草甘膦溶液中的優(yōu)點：
1能耗小，整套濃縮設備采用膜分離裝置，只需使用電能。
2采用觸摸屏自動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)全自動化連續(xù)運轉。
3無污染，常溫常壓下進行分離，無化學變化，不會給環(huán)境帶來任何污染。
4維護簡單，降低單元操作費用。
5分離出的水可回用到前段工藝，不僅節(jié)約50%以上的水費，而且大大減少污水后處理費用。低濃度草甘膦溶液經(jīng)納濾膜系統(tǒng)過濾后，由于納濾膜能夠截留除了水和一價離子的其他物質，所以過濾后的出水無色透明、無大分子有機物、無菌，能夠用于生產(chǎn)回用，即膜能提升處理出水的水質，理論上用膜處理能使出水質量達到任何我們想要的水質。所以用膜處理低濃度草甘膦溶液可以實現(xiàn)廢水的零排放。
6膜系統(tǒng)占地小，系統(tǒng)全封閉運行，無異味產(chǎn)生。
三、草甘膦母液
1、可處理母液成分
可處理母液成分以草甘膦濃度為1-4%。
2、處理后可達到的技術指標
濃縮液草甘膦、濃度為6-8%，排放液草甘膦濃度在0.1%以下。
四、處理流程框圖
五、工藝流程簡介
低濃度草甘膦溶液經(jīng)加氨水調(diào)節(jié)pH，達到膜的進水要求后，進入UF一級超濾膜處理系統(tǒng)。低濃度草甘膦溶液經(jīng)UF一級超濾膜分離后分成兩股，濃側溶液部分返回原液箱；淡側進入NF二級納濾膜系統(tǒng)。進入NF二級納濾膜系統(tǒng)的草甘膦溶液分成兩股，經(jīng)循環(huán)濃縮后濃側溶液濃度升高，達到要求后泵至成品箱；，淡側進入RO三級反滲透膜系統(tǒng)。進入RO三級反滲透膜系統(tǒng)的草甘膦溶液分成兩股，經(jīng)循環(huán)濃縮后濃側溶液濃度升高，返回NF二級納濾膜系統(tǒng)進料口；淡側排放或回收。
六、與蒸發(fā)工藝相比所具有的特點
膜法濃縮草甘膦母液系統(tǒng)與原有蒸發(fā)系統(tǒng)相比具有如下特點
項 目
蒸發(fā)除水工藝
膜分離除水工藝
投資費用
低
較高
操作費用
140元/噸水
約20元/噸水
自動化程度
低
高
環(huán)境污染
高
低
分離效率
低
高
草甘膦母液經(jīng)膜分離技術處理，透過液排放或回用作工藝用水，提高水資源的回收率；濃縮液經(jīng)再經(jīng)蒸發(fā)后得10%的水劑。本方案處理工藝簡單，維護簡單，無二次污染，和蒸發(fā)系統(tǒng)配合可大大降低生產(chǎn)成本和操作費用。
技術部
備注：
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