双极膜电渗析法资源化草甘膦生产废水的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:LAJIFIFI
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
草甘膦是一种高效广谱低毒性农药,由于近年来转基因作物的扩大种植,草甘膦销量和市场需求迅速增长,目前已成为世界需求量最大的农药之一。统计表明,我国已成为草甘膦的第一生产国。由于原料和工艺知识产权等因素的限制,我国大约70%的草甘膦是通过甘氨酸法生产获得的。然而,通过甘氨酸法生产草甘膦将副产含草甘膦(约1%)和大量盐分(NaCl,约15%)的生产废水。显然,上述生产废水的直接排放将不仅会严重污染环境(如土地盐碱化等),而且也会造成一定程度上的资源浪费。本文设计了一种草甘膦生产废水的资源化工艺,旨在实现草甘膦生产过程的零排放。即,采用双极膜电渗析法处理草甘膦废水,将废水中所含大量的NaCl进行脱盐处理并转变为HCl和NaOH,在回收草甘膦的同时也获得了草甘膦生产过程所必需的酸和碱,进而实现了物料的循环利用和生产过程的零排放。本文首先进行了双极膜电渗析法资源化草甘膦生产废水的实验室小规模实验,初步探索了该工艺的可行性。实验采用国产双极膜、国产异相阳离子交换膜和国产异相阴离子交换膜组成双极膜膜堆,对模拟草甘膦生产废液(即含NaCl15%,含草甘膦1.2%,pH约为11)进行试验。实验过程中的酸碱浓度通过分别以酚酞和甲基橙为指示剂的氢氧化钠和盐酸相互的标准滴定获得,通过电导率仪和pH计监测料液体系的电导率和pH变化情况,通过国标GB12686-2004中的分光光度法在242nm的波长下检测实验中草甘膦的渗漏情况。实验初步证实了该工艺的技术可行性,即实现脱盐并转化为盐酸和氢氧化钠的同时,料液中草甘膦并未向酸室和碱室渗漏。继而,实验中着重考察了所施加的电流密度对资源化工艺的电流效率和能耗的影响,结果证实有一定的工业化可行性,如在70mA/cm~2的电流密度下,以所得的盐酸来计算,电流效率和能耗可以达到63%和10.5kWh/kg。基于此结果,我们进一步核算整个工艺过程的生产成本,结果显示该工艺具有一定的经济可行性。另外,我们也进行了德国双极膜和国产膜的对比试验,结果显示二者的电流效率和能耗等并没有显著差别。进而,本文采用中试规模,考察电流密度、初始酸碱浓度、初始料液盐浓度、电渗析器料液流量等四个独立因素对双极膜电渗析处理草甘膦废水的过程影响,每个因素选取5个水平,采用响应面法优化设计实验。实验结果表明电流密度、初始酸碱浓度、初始料液盐浓度、电流密度和初始料液的盐浓度的交互作用对过程成本有较明显影响,流量和其它因素交互作用等影响不明显。通过优化设计得出实验最佳条件:当电流密度为87.46mA/cm~2,料液室起始盐浓度为14g/100mL,起始酸碱浓度为0.08mol/L,流量为40L/h时,预测实验合理可能最低成本为0.72$/kg,参照电流密度90mA/cm~2最低成本0.7$/kg,模型较准确。从过程成本考虑,国产膜的价格较低,因此我们又换用国产双极膜和国产均相和异相阳膜组成膜堆在电流密度50mA/cm~2,起始酸碱浓度0.04M,盐度14g/100mL,流量40L/h的条件下进行双极膜电渗析处理草甘膦废水实验。在能耗方面的效果并没有很大的差异。但由于膜价格与国外进口膜相差很大,从过程成本讲国产膜更胜一筹,由于国产双极膜并未大规模商品化,我们只是进行了初步的探索。
其他文献
准确的血小板计数对于血液学分析极其重要,但是目前许多仪器法计数血小板均存在不足之处,如采血因素、大血小板、小红细胞的干扰,影响了血小板计数的准确性。现就目前临床上
双语学习者在多大程度上依赖母语语言神经基础完成第二语言任务的加工,是双语者认知神经语言学研究领域的基本问题。研究发现,早期习得第二语言的双语者,利用母语语言神经基
当前,众多城市日益重视城市标志设计,是将城市作为品牌经营的必然。本文总结提炼既定城市品牌形象下城市标志设计的基本思路和主要特征,通过对城市标志设计思路进行分析,阐述城市
选择三种海洋微型藻,叉鞭金藻、扁藻和塔玛亚历山大藻,在自行研制的光生物反应器中进行人工培育繁殖,采用不同光照强度和搅拌速度,测试光生物反应器应用于海洋微藻人工培育的
本文对聚乙烯醇生产中PVA色相变差原因在机理上作介绍,并就生产中如何防止色相变差,进行了理论、实践阐述。
背景:全膝置换术(Total Knee Arthroplasty TKA)是治疗中晚期膝关节骨性关节炎的重要途径,疗效确切,但手术造成的失血量较大,术后血红蛋白可持续下降数日,严重影响手术的普及
随着石油地震勘探的逐步发展,现代油气勘探开发面临着诸多挑战和越来越复杂的勘探开发任务。在传统的碎屑岩勘探中,勘探开发的重点已从简单构造、大型构造和浅中层构造向深层复
高含硫天然气管道失效可能导致多种严重后果,含硫天然气的毒性灾害会带来严重公共安全问题,对其毒害范围的评价进行研究具有重要的现实意义。文中选用Gaussian烟羽模型和毒负
目的:对比圆形吻合器与传统手工吻合在胃癌根治术中的临床疗效。方法:2010年5月-2012年9月我院收治的胃癌患者84例,随机分为圆形吻合器组和传统手工吻合组,每组42例患者,分别
本文分析探讨了高职机电专业在实践教学中存在的一些问题,并在此基础上,就如何提升高职机电专业实践教学质量提出了一些对策与建议。