一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)利用雙極膜電滲析去除含鹽有機(jī)胺廢水中的鹽之后，利用二氧化碳使有機(jī)胺離子化，再進(jìn)行雙極膜電滲析處理，從而可以將有機(jī)胺分離回收。該系統(tǒng)不但去除了廢水當(dāng)中的鹽和有機(jī)胺，使其達(dá)到排放要求，而且煙道氣中的二氧化碳也得到捕捉，方法簡(jiǎn)單，高效、能耗低，且脫鹽率和苯胺去除率高。
【專利說明】
一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)及其工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]苯胺或胺類有機(jī)物作為一種重要的有機(jī)化工原料和中間體，被廣泛的應(yīng)用于制藥業(yè)，印染業(yè)，橡膠產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)，軍工等行業(yè)。以苯胺為例，我國(guó)每年生產(chǎn)苯胺約80000噸以上，而全世界每年排入環(huán)境的苯胺為30000噸左右，這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，還浪費(fèi)了大量的資源。苯胺類廢水具有含鹽量高，廢水酸堿性強(qiáng)，色澤深，不易生物降解，易通過皮膚被人體吸收，半衰期長(zhǎng)，生物蓄積性，致癌，致畸，致突變等特點(diǎn)，被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署列為優(yōu)先控制的129種污染物之一，也被列為“中國(guó)環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”中，在工業(yè)廢水排放中要求嚴(yán)格控制和印染業(yè)所排放的污水。因此如何減少苯胺類污染物對(duì)環(huán)境的污染已經(jīng)逐漸引起了人們的共同關(guān)注。目前，根據(jù)國(guó)家《污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，工業(yè)廢水中苯胺類物質(zhì)的最高允許排放質(zhì)量濃度為2mg/L，而我國(guó)化工廠在生產(chǎn)過程當(dāng)中排放的化工廢水濃度可高達(dá)數(shù)千mg/L而且治理達(dá)標(biāo)率很低，甚至有些單位的污水未經(jīng)治理直接排放入環(huán)境中，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，因此我國(guó)的治理任務(wù)相當(dāng)艱巨。
[0003]至今為止，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的苯胺廢水的處理方法大致可以分為三種:物理法(專利CN1600696A)，化學(xué)法(專利 CN100390081C)和生物法(專利 CN100341797C 和 CN101279808A)。其中，只有物理法能實(shí)現(xiàn)其回收，而且這些處理方法都面臨著一定的難題，例如，專利CNl 600696A報(bào)道的利用硝基苯萃取法處理苯胺廢水能實(shí)現(xiàn)苯胺的回收但由于難于分離苯胺和其萃取劑而不能應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用；專利CN100390081C報(bào)道的化學(xué)法使用一些有害的化學(xué)試劑如大量硫酸以及含有鐵、銅、鋅成分的催化劑而引入了二次污染;專利CN100341797C和CN101279808A公開的生物法需要使用特定的菌種且容易受到溫度、鹽濃度以及底物毒性的影響，工業(yè)應(yīng)用上受到極大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)及其工藝，本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析工藝簡(jiǎn)單，處理成本低，無污染，且脫鹽率和苯胺去除率高。
[0005]本發(fā)明提供了一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)，包括:
[0006]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0007]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0008]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0009]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0010]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜；
[0011]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室；
[0012]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0013]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通；
[0014]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通；
[0015]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通；
[0016]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通。
[0017]優(yōu)選的，所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜以及重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜形成的重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜多2個(gè)；
[0018]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、重復(fù)單元室和陰極室，所述重復(fù)單元室為酸室、料液室和堿室形成的重復(fù)單元室，所述重復(fù)單元室的個(gè)數(shù)與雙極膜形成的重復(fù)單元膜的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。
[0019]優(yōu)選的，所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。
[0020]本發(fā)明還提供了一種采用上述雙極膜電滲析系統(tǒng)處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析工藝，包括以下步驟:
[0021]A)對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，得到脫鹽有機(jī)胺廢水；
[0022]B)將所述脫鹽有機(jī)胺廢水與二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液；
[0023]C)將所述離子化的有機(jī)胺溶液進(jìn)行雙極膜電滲析處理，得到處理后的廢水。
[0024]優(yōu)選的，包括以下步驟:
[0025]a)將所述料液循環(huán)處理裝置中的含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室；
[0026]將所述堿液循環(huán)裝置中的無機(jī)堿液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室；
[0027]將所述酸液循環(huán)裝置中的酸性緩沖溶液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室；
[0028]將所述電極液循環(huán)裝置中的電解質(zhì)溶液分別循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的陽極室和陰極室；
[0029]打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，當(dāng)所述料液室的脫鹽率>90%時(shí)，斷開電源，得到脫鹽有機(jī)胺廢水；
[0030]b)打開二氧化碳?xì)怏w發(fā)生器向所述料液循環(huán)裝置通入二氧化碳?xì)怏w，使料液循環(huán)裝置中所述脫鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行離子化，當(dāng)所述料液室的PH恒定后，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液；
[0031]c)打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，所述離子化的有機(jī)胺廢水溶液中的離子化的有機(jī)胺在堿室中富集，當(dāng)所述料液室中的電導(dǎo)率恒定后，斷開電源，得到處理后的廢水。
[0032]優(yōu)選的，所述含鹽有機(jī)胺廢水為含鹽苯胺廢水、含鹽N-甲基苯胺廢水和含鹽N，N_二甲基苯胺廢水中的一種或多種。
[0033]優(yōu)選的，所述電解質(zhì)溶液選自硫酸鈉溶液、硫酸鉀溶液、硝酸鈉溶液或硝酸鉀溶液，所述電解質(zhì)溶液濃度不小于0.1M。
[0034]優(yōu)選的，含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室的流速為100?1000mL/mino
[0035]優(yōu)選的，所述無機(jī)堿溶液的濃度不低于0.1M，所述酸緩沖溶液的濃度不低于0.1M。
[0036]優(yōu)選的，所述通入二氧化碳?xì)怏w的方法為:
[0037]將流速為0.3L/min的N2和0.3L/min的⑶2同時(shí)通入連通器，一同導(dǎo)出獲得含50 %CO2的氣體。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)，其特征在于，包括:膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源;所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜;所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連;所述陽極板與所述電源的正極相連;所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊;所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室;所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通;所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通;所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通;所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通;所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置入口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通。本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)利用雙極膜電滲析去除含鹽有機(jī)胺廢水中的鹽之后，利用二氧化碳使有機(jī)胺離子化，再進(jìn)行雙極膜電滲析處理，從而可以將有機(jī)胺分離回收。該系統(tǒng)不但去除了廢水當(dāng)中的鹽和有機(jī)胺，使其達(dá)到排放要求，而且煙道氣中的二氧化碳也得到捕捉，方法簡(jiǎn)單，高效、能耗低，且脫鹽率和苯胺去除率高。
[0039]結(jié)果表明，本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)對(duì)含鹽有機(jī)胺廢水中的有機(jī)胺的去除率高達(dá)100%，脫鹽率高達(dá)99%。
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)的工作原理圖；
[0043]圖4為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺廢液處理過程中電導(dǎo)率變化圖；
[0044]圖5為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺處理過程當(dāng)中的pH變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]本發(fā)明提供了一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0046]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0047]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜；
[0048]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0049]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0050]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0051]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室；
[0052]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0053]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通；
[0054]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通；
[0055]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通；
[0056]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置入口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通。
[0057]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)包括膜堆，所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜。所述第一雙極膜和第二雙極膜中的陽離子交換層朝向陰極室，所述第一雙極膜和第二雙極膜中的陰離子交換層朝向陽極室。
[0058]優(yōu)選的，在本發(fā)明的一些【具體實(shí)施方式】中，所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜以及重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜形成的重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜多2個(gè)。優(yōu)選的，所述重復(fù)單元膜為2個(gè)，即，膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、第一陰離子交換膜、第一陽離子交換膜、第二雙極膜、第二陰離子交換膜、第二陽離子交換膜和第三雙極膜。
[0059]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括陰極板和陽極板，所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連;所述陽極板與所述電源的正極相連。
[0060]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0061]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室；
[0062]優(yōu)選的，在本發(fā)明的一些【具體實(shí)施方式】中，所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、重復(fù)單元室和陰極室，所述重復(fù)單元室為酸室、料液室和堿室形成的重復(fù)單元室，所述重復(fù)單元室的個(gè)數(shù)與雙極膜形成的重復(fù)單元膜的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。當(dāng)所述重復(fù)單元室為2個(gè)時(shí)，所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、第一酸室、第一料液室、第一堿室、第二酸室、第二料液室、第二堿室和陰極室。
[0063]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括電極液循環(huán)裝置，所述電極液循環(huán)裝置包括:
[0064]電極液貯存罐；
[0065]入口與所述電極液貯存罐出口相連的電極液驅(qū)動(dòng)栗。
[0066]所述電極液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述電極液循環(huán)裝置的出口，與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通；
[0067]所述電極液貯存罐的入口，即所述電極液循環(huán)裝置的入口，與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通。
[0068]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括堿液循環(huán)裝置，所述堿液循環(huán)裝置包括:
[0069]堿液貯存罐；
[0070]入口與所述堿液貯存罐出口相連的堿液驅(qū)動(dòng)栗。
[0071]所述堿液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述堿液循環(huán)裝置的出口，與所述堿室的入口相連通；
[0072]所述堿液貯存罐的入口，即所述堿液循環(huán)裝置的入口，與所述堿室的出口相連通。
[0073]優(yōu)選的，在所述堿液驅(qū)動(dòng)栗與所述堿室入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。
[0074]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括酸液循環(huán)裝置，所述酸液循環(huán)裝置包括:
[0075]酸液貯存罐；
[0076]入口與所述酸液貯存罐出口相連的酸液驅(qū)動(dòng)栗。
[0077]所述酸液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述酸液循環(huán)裝置的第一出口，與所述酸室的入口相連通；
[0078]所述酸液貯存罐的入口，即所述酸液循環(huán)裝置的入口，與所述酸室的出口相連通。
[0079]優(yōu)選的，在所述酸液驅(qū)動(dòng)栗與所述酸室入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。
[0080]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括料液循環(huán)裝置，所述料液循環(huán)裝置包括:[0081 ] 料液貯存罐；
[0082]入口與所述料液貯存罐出口相連的料液驅(qū)動(dòng)栗。
[0083]所述料液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述料液循環(huán)裝置的出口，與所述料液室的入口相連通；
[0084]所述料液貯存罐的入口，即所述料液循環(huán)裝置的入口，與所述料液室的出口相連通。
[0085]優(yōu)選的，在所述料液驅(qū)動(dòng)栗與所述料液室入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。
[0086]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)還包括二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置，所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置，即所述料液貯存罐的第二入口相連通。
[0087]在本發(fā)明中，所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置包括:
[0088]二氧化碳高壓氣瓶；
[0089]出口與所述二氧化碳高壓氣瓶的出口相連通的氮?dú)飧邏簹馄俊?br>[0090]所述二氧化碳高壓氣瓶的出口的管路與所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹诘墓苈吠ㄟ^三通管將二氧化碳與氮?dú)鈪R聚混合于一條氣體混合管路中，所述氣體混合管路的出口，即所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口。
[0091 ]優(yōu)選的，在所述二氧化碳高壓氣瓶的出口設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，在所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹谔幵O(shè)置有氮?dú)鈿怏w流量計(jì)。
[0092]在本發(fā)明的一些【具體實(shí)施方式】中，所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。
[0093]所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置包括:
[0094]二氧化碳傳感器；
[0095]A口與所述二氧化碳傳感器出口相連的真空栗；
[0096]入口與所述真空栗出口相連的壓縮栗；
[0097]入口與所述壓縮栗出口相連的二氧化碳高壓氣瓶。
[0098]在本發(fā)明中，所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口即為二氧化碳傳感器的入口。
[0099]所述酸液循環(huán)裝置的第二出口設(shè)置于所述酸液貯存罐的出口處。
[0100]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0101 ]參見圖1，圖1為本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該系統(tǒng)中的膜堆不包括重復(fù)單元膜。
[0102 ]在圖1中，I電極液貯存罐;I a陰極室入口以及陽極室入口統(tǒng)稱為電極室入口； Ib陰極室出口以及陽極室出口統(tǒng)稱為電極室出口 ； Ic電極液驅(qū)動(dòng)栗;2堿室液貯存罐;2a堿室入口 ； 2b堿室出口 ； 3酸液貯存罐;3a酸室入口 ； 3b酸室出口 ； 3c酸液驅(qū)動(dòng)栗;4料液貯存罐;4a料液室入口 ； 4b料液室出口 ； 4c料液液驅(qū)動(dòng)栗;5直流電源;堿液貯存罐2、酸液貯存罐3和料液貯存罐4分別對(duì)應(yīng)的?!1電極2(1、3(1和4(1以及電導(dǎo)率儀26、36、46;流量計(jì)6&和613;二氧化碳高壓氣瓶7a和7c以及氮?dú)飧邏簹馄?b;減壓閥8a和8b; 二氧化碳傳感器9;真空栗10 ;壓縮栗
Ilo
[0103]具體的，所述利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)包括:
[0104]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0105]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜；
[0106]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0107]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0108]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0109]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室；
[0110]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0111]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通；
[0112]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通；
[0113]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通；
[0114]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通；
[0115]所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。
[0116]在本發(fā)明的一些【具體實(shí)施方式】中，所述雙極膜電滲析系統(tǒng)中的膜堆包括2個(gè)重復(fù)單元，具體參見圖2，圖2為本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0117]在圖2中，I電極液貯存罐;Ia陰極室入口以及陽極室入口統(tǒng)稱為電極室入口；Ib陰極室出口以及陽極室出口統(tǒng)稱為電極室出口 ； I c電極液驅(qū)動(dòng)栗;2堿液貯存罐;2a堿室入口 ；2b堿室出口 ； 3酸液貯存罐;3a酸室入口 ； 3b酸室出口 ； 3c酸液驅(qū)動(dòng)栗;4料液貯存罐;4a料液室入口 ；4b料液室出口 ；4c料液驅(qū)動(dòng)栗;5直流電源;堿液貯存罐2、酸液貯存罐3和料液貯存罐4分別對(duì)應(yīng)的？!1電極2(1、3(1和4(1以及電導(dǎo)率儀26、36、如;流量計(jì)6&和613;二氧化碳高壓氣瓶7a和7c以及氮?dú)飧邏簹馄?b;減壓閥8a和8b; 二氧化碳傳感器9;真空栗10;壓縮栗11。
[0118]具體的，所述利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)包括:
[0119]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0120]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、第一陰離子交換膜、第一陽離子交換膜、第二雙極膜、第二陰離子交換膜、第二陽離子交換膜和第三雙極膜；
[0121]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0122]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0123]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0124]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、第一酸室、第一料液室、第一堿室、第二酸室、第二料液室、第二堿室和陰極室；
[0125]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0126]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通；
[0127]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通；
[0128]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通；
[0129]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通；
[0130]所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。
[0131]本發(fā)明還提供了一種采用上述系統(tǒng)處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析工藝，包括以下步驟:
[0132]A)對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，得到脫鹽有機(jī)胺廢水；
[0133]B)將所述脫鹽有機(jī)胺廢水與二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液；
[0134]C)將所述離子化的有機(jī)胺溶液進(jìn)行雙極膜電滲析處理，得到處理后的廢水。
[0135]具體的，所述工藝包括以下步驟:
[0136]a)將所述料液循環(huán)處理裝置中的含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室；
[0137]將所述堿液循環(huán)裝置中的無機(jī)堿液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室；
[0138]將所述酸液循環(huán)裝置中的酸性緩沖溶液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室；
[0139]將所述電極液循環(huán)裝置中的電解質(zhì)溶液分別循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的陽極室和陰極室；
[0140]打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，當(dāng)所述料液室的脫鹽率>90%時(shí)，斷開電源，得到脫鹽有機(jī)胺廢水；
[0141]b)打開二氧化碳?xì)怏w發(fā)生器向所述料液循環(huán)裝置通入二氧化碳?xì)怏w，使料液循環(huán)裝置中所述脫鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行離子化，當(dāng)所述料液室的PH恒定后，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液；
[0142]c)打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，所述離子化的有機(jī)胺廢水溶液中的離子化的有機(jī)胺在堿室中富集，當(dāng)所述料液室中的電導(dǎo)率恒定后，斷開電源，得到處理后的廢水。
[0143]步驟c)通過直流電源向雙極膜電滲析系統(tǒng)施加直流電進(jìn)行雙極膜電滲析，完成離子化苯胺類化合物與HC03—/C032—的混合溶液的分離，去除料液室的苯胺類物質(zhì)，在堿室回收功能有機(jī)化合物。
[0144]在本發(fā)明中，所述含鹽有機(jī)胺廢水優(yōu)選為含鹽苯胺廢水、含鹽N-甲基苯胺廢水和含鹽N，N-二甲基苯胺廢水中的一種或多種，更優(yōu)選為含鹽苯胺廢水。其中，所述含鹽有機(jī)胺廢水中含鹽的濃度優(yōu)選為不低于0.05M，優(yōu)選為0.05?6M。有機(jī)胺的濃度優(yōu)選為不低于10ppmD
[0145]優(yōu)選的，所述電解質(zhì)溶液選自硫酸鈉溶液、硫酸鉀溶液、硝酸鈉溶液或硝酸鉀溶液，所述電解質(zhì)溶液濃度不小于0.1M。
[0146]所述無機(jī)堿溶液選自氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，所述無機(jī)堿液的濃度不低于
0.1M;所述酸緩沖溶液選自磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀與磷酸的混合溶液，所述酸緩沖溶液中磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀的濃度不低于0.1M。
[0147]在本發(fā)明中，含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室的流速優(yōu)選為100?1000mL/min。所述電解質(zhì)溶液栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電極室的流速優(yōu)選為100?1000mL/min。所述堿液栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室的流速優(yōu)選為100?I OOOmL/min。所述酸液栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室的流速優(yōu)選為100?I OOOmL/min。上述液體的流速根據(jù)裝置大小進(jìn)行調(diào)整。
[0148]本發(fā)明對(duì)所述通入二氧化碳?xì)怏w的方法并沒有特殊限制，優(yōu)選按照如下方法進(jìn)行:
[0149]將流速為O?1L/min的N2和0.1?1L/min的CO2同時(shí)通入連通器，一同導(dǎo)出獲得含I %?100%C02的氣體。
[0150]其中，所述有機(jī)胺在堿室中進(jìn)行富集，可以將所述有機(jī)胺進(jìn)行回收。本發(fā)明對(duì)所述有機(jī)胺回收的方法并沒有特殊限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法即可。
[0151]以下結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析工藝的原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0152]以采用一個(gè)腔室單元的雙極膜電滲析系統(tǒng)為例，施加電壓后，間隔陽極室與腔室單元的雙極膜BP2與間隔陰極室與腔室單元的雙極膜BPl的水解離界面層處發(fā)生水解離，生成氫氧根離子和氫離子，在電場(chǎng)作用下氫離子透過雙極膜BP2陽離子交換層側(cè)向著陰極移動(dòng)到酸室，氫氧根離子透過雙極膜BPl陰離子交換層側(cè)向著陽極迀移到堿室;料液室中離子化的苯胺類物質(zhì)透過陽離子交換膜Cl迀移到堿室并與BPl解離出的氫氧根離子結(jié)合得到有機(jī)胺;料液室中的碳酸根離子透過陰離子交換膜Al迀移到酸室并與雙極膜BP2解離出的氫離子結(jié)合生成二氧化碳并氣體形式從酸液貯存罐中排出。
[0153]當(dāng)采用多個(gè)腔室單元時(shí)，間隔與相鄰腔室單元之間的雙極膜同樣發(fā)生水解離，迀移原理與單個(gè)腔室單元時(shí)相同。
[0154]本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)利用雙極膜電滲析去除含鹽有機(jī)胺廢水中的鹽之后，利用二氧化碳使有機(jī)胺離子化，再進(jìn)行雙極膜電滲析處理，從而可以將有機(jī)胺分離回收。該系統(tǒng)不但去除了廢水當(dāng)中的鹽和有機(jī)胺，使其達(dá)到排放要求，而且煙道氣中的二氧化碳也得到捕捉，方法簡(jiǎn)單，高效、能耗低，且脫鹽率和苯胺去除率高。
[0155]本發(fā)明提供的處理含鹽有機(jī)胺廢水的工藝與傳統(tǒng)方法處理煙道氣以及含有有機(jī)胺的高TOC有機(jī)廢水方法相比，本發(fā)明可以在處理廢水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)捕集煙道氣中的二氧化碳以及對(duì)高TOC有機(jī)廢水中的有機(jī)胺進(jìn)行回收再利用，而且無二次污染，過程環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、能耗低且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
[0156]結(jié)果表明，本發(fā)明提供的雙極膜電滲析系統(tǒng)對(duì)含鹽有機(jī)胺廢水中的有機(jī)胺的去除率高達(dá)100%，脫鹽率高達(dá)99%。
[0157]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)及其工藝進(jìn)行說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0158]實(shí)施例1
[0159]本實(shí)施例提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)包括:
[0160]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0161]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜;所述第一雙極膜和第二雙極膜中的陽離子交換層朝向陰極室，所述第一雙極膜和第二雙極膜中的陰離子交換層朝向陽極室。
[0162]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0163]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0164]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0165]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室；
[0166]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0167]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通；
[0168]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通；
[0169]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通；
[0170]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通;所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置包括:二氧化碳高壓氣瓶；出口與所述二氧化碳高壓氣瓶的出口相連通的氮?dú)飧邏簹馄?。所述二氧化碳高壓氣瓶的出口的管路與所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹诘墓苈吠ㄟ^三通管將二氧化碳與氮?dú)鈪R聚混合于一條氣體混合管路中，所述氣體混合管路的出口，即所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口。在所述二氧化碳高壓氣瓶的出口設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，在所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹谔幵O(shè)置有氮?dú)鈿怏w流量計(jì)。
[0171]所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置包括:二氧化碳傳感器;入口與所述二氧化碳傳感器出口相連的真空栗;入口與所述真空栗出口相連的壓縮栗;入口與所述壓縮栗出口相連的二氧化碳高壓氣瓶。在本發(fā)明中，所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口即為二氧化碳傳感器的入口。所述酸液循環(huán)裝置的第二出口設(shè)置于所述酸液貯存罐的出口處。
[0172]所述電極液循環(huán)裝置包括:電極液貯存罐;入口與所述電極液貯存罐出口相連的電極液驅(qū)動(dòng)栗。所述電極液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述電極液循環(huán)裝置的出口，與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通;所述電極液貯存罐的入口，即所述電極液循環(huán)裝置的入口，與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通。電極液貯存罐I和電極室通過電極液驅(qū)動(dòng)栗Ic驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。電極室的入口 Ia和出口 Ib分別通過硅膠管連通于電極液貯存罐內(nèi)部，連接所述電極室入口的硅膠管導(dǎo)入電極液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0173]所述堿液循環(huán)裝置包括:堿液貯存罐;A口與所述堿液貯存罐出口相連的堿液驅(qū)動(dòng)栗。所述堿液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述堿液循環(huán)裝置的出口，與所述堿室的入口相連通;所述堿液貯存罐的入口，即所述堿液循環(huán)裝置的入口，與所述堿室的出口相連通。在所述堿液驅(qū)動(dòng)栗與所述堿室入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。堿液貯存罐2和堿室通過堿液驅(qū)動(dòng)栗2c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。堿室的入口 2a和堿室的出口 2b分別通過硅膠管連通于堿液貯存罐內(nèi)部，連接堿室入口的硅膠管導(dǎo)入堿液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0174]所述酸液循環(huán)裝置包括:酸液貯存罐;入口與所述酸液貯存罐出口相連的酸液驅(qū)動(dòng)栗。所述酸液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述酸液循環(huán)裝置的第一出口，與所述酸室的入口相連通;所述酸液貯存罐的入口，即所述酸液循環(huán)裝置的入口，與所述酸室的出口相連通。在所述酸液驅(qū)動(dòng)栗與所述酸室入口間設(shè)置PH電極和電導(dǎo)率儀。酸液貯存罐3和酸室通過酸液驅(qū)動(dòng)栗3c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。酸室的入口 3a和酸室的出口 3b分別通過硅膠管連通于酸液貯存罐內(nèi)部，連接酸室入口的硅膠管導(dǎo)入酸液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0175]所述料液循環(huán)裝置包括:料液貯存罐;入口與所述料液貯存罐出口相連的料液驅(qū)動(dòng)栗。所述料液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述料液循環(huán)裝置的出口，與所述料液室的入口相連通；所述料液貯存罐的入口，即所述料液循環(huán)裝置的入口，與所述料液室的出口相連通。在所述料液驅(qū)動(dòng)栗與所述料液室入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。料液貯存罐4和料液室通過料液驅(qū)動(dòng)栗4c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。料液室的入口 4a和料液室的出口 4b分別通過硅膠管連通于料液貯存罐內(nèi)部，連接所述料液室入口的硅膠管導(dǎo)入料液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0176]其中，電極液驅(qū)動(dòng)栗lc、堿液驅(qū)動(dòng)栗2c、酸液驅(qū)動(dòng)栗3c及料液驅(qū)動(dòng)栗4c采用隔膜栗O
[0177]1、通過雙極膜電滲析對(duì)含鹽苯胺廢水進(jìn)行預(yù)脫鹽:
[0178]本實(shí)施例所用料液室液為苯胺與氯化鈉的混合溶液，料液室液中的苯胺濃度為100ppm，氯化鈉濃度為0.lmol/L；所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50%CO2和50 %N2。
[0179]將所述含鹽苯胺廢水作為雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室液導(dǎo)入雙極膜電滲析系統(tǒng)中的料液室進(jìn)行處理，將濃度不低于0.lmol/L氫氧化鈉溶液環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室，將濃度不低于0.lmol/L磷酸氫二鈉與磷酸溶液環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室，將濃度不低于0.05mol/L的硫酸鈉溶液循環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的電極室;通過直流電源向雙極膜電滲析系統(tǒng)施加直流電進(jìn)行雙極膜電滲析，并利用電導(dǎo)率儀在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的變化、利用紫外檢測(cè)苯胺含量變化直至料液室脫鹽率達(dá)90%以上，停止通電。
[0180]2、苯胺廢水與二氧化碳的混合反應(yīng)制備離子化苯胺與C032—/HC03—溶液:
[0181 ]將含二氧化碳含量為50%的氣體通入料液室液使其充分反應(yīng)至pH恒定不變。
[0182]二氧化碳?xì)怏w按如下方法通入:將流速為0.3L/min的N2和0.3L/min的CO2同時(shí)通入連通器，一同導(dǎo)出獲得含50% C02的氣體。
[0183]3、通過雙極膜電滲析處理制備得到的離子化苯胺與C032—/HC03—溶液:
[0184]完成步驟2之后，通過直流電源向雙極膜電滲析系統(tǒng)施加直流電進(jìn)行雙極膜電滲析，并利用電導(dǎo)率儀在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的變化、利用紫外檢測(cè)苯胺含量變化直至料液室電導(dǎo)率不再下降時(shí)停止通電；
[0185]測(cè)定所述含鹽苯胺廢水處理過程中電導(dǎo)率和pH值的變化，結(jié)果見圖4和圖5，圖4為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺廢液處理過程中電導(dǎo)率變化圖；圖5為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺處理過程當(dāng)中的PH變化圖。
[0186]最終苯胺廢水去除率可達(dá)95%，脫鹽率達(dá)95%。
[0187]實(shí)施例2
[0188]所用的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)同實(shí)施例1，將料液室液中的苯胺濃度改為2000ppm，氯化鈉濃度為0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50 %的氣體為50% CO2和50% N2。
[0189]測(cè)定所述含鹽苯胺廢水處理過程中電導(dǎo)率和pH值的變化，結(jié)果見圖4和圖5，圖4為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺廢液處理過程中電導(dǎo)率變化圖；圖5為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺處理過程當(dāng)中的PH變化圖。
[0190]最終苯胺廢水去除率可達(dá)95%，脫鹽率達(dá)95%。
[0191]實(shí)施例3
[0192]所用的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)同實(shí)施例1，將料液室液中的苯胺濃度改為3000ppm，氯化鈉濃度為0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50 %的氣體為50% CO2和50% N2。
[0193]測(cè)定所述含鹽苯胺廢水處理過程中電導(dǎo)率和pH值的變化，結(jié)果見圖4和圖5，圖4為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺廢液處理過程中電導(dǎo)率變化圖；圖5為實(shí)施例1、2和3含鹽苯胺處理過程當(dāng)中的PH變化圖。
[0194]最終苯胺廢水去除率可達(dá)95%，脫鹽率達(dá)95%。
[0195]實(shí)施例4
[0196]本實(shí)施例提供的利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)包括:
[0197]膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源；
[0198]所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連；
[0199]所述陽極板與所述電源的正極相連；
[0200]所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊；
[0201]所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、第一酸室、第一料液室、第一堿室、第二酸室、第二料液室、第二堿室和陰極室；
[0202]所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、第一陰離子交換膜、第一陽離子交換膜、第二雙極膜、第二陰離子交換膜、第二陽離子交換膜和第三雙極膜;所述第一雙極膜、第二雙極膜和第三雙極膜中的陽離子交換層朝向陰極室，所述第一雙極膜、第二雙極膜和第三雙極膜中的陰離子交換層朝向陽極室。
[0203]所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；
[0204]所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述第一堿室和第二堿室的入口通過三通管道相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述第一堿室和第二堿室的出口通過三通管道相連通；
[0205]所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述第一酸室和第二酸室的入口通過三通管道相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述第一酸室和第二酸室的出口通過三通管道相連通；
[0206]所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述第一料液室和第二料液室的入口通過三通管道相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述第一料液室和第二料液室的出口通過三通管道相連通；
[0207]所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通;所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置包括:二氧化碳高壓氣瓶；出口與所述二氧化碳高壓氣瓶的出口相連通的氮?dú)飧邏簹馄?。所述二氧化碳高壓氣瓶的出口的管路與所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹诘墓苈吠ㄟ^三通管將二氧化碳與氮?dú)鈪R聚混合于一條氣體混合管路中，所述氣體混合管路的出口，即所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口。在所述二氧化碳高壓氣瓶的出口設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，在所述氮?dú)飧邏簹馄康某隹谔幵O(shè)置有氮?dú)鈿怏w流量計(jì)。
[0208]所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置包括:二氧化碳傳感器;入口與所述二氧化碳傳感器出口相連的真空栗;入口與所述真空栗出口相連的壓縮栗;入口與所述壓縮栗出口相連的二氧化碳高壓氣瓶。在本發(fā)明中，所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口即為二氧化碳傳感器的入口。所述酸液循環(huán)裝置的第二出口設(shè)置于所述酸液貯存罐的出口處。
[0209]所述電極液循環(huán)裝置包括:電極液貯存罐;入口與所述電極液貯存罐出口相連的電極液驅(qū)動(dòng)栗。所述電極液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述電極液循環(huán)裝置的出口，與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通;所述電極液貯存罐的入口，即所述電極液循環(huán)裝置的入口，與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通。電極液貯存罐I和陰極室以及陽極室通過電極液驅(qū)動(dòng)栗Ic驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。陰極室和陽極室的入口 Ia和出口 Ib分別通過硅膠管連通于電極液貯存罐內(nèi)部，連接所述陰極室和陽極室入口的硅膠管導(dǎo)入電極液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0210]所述堿液循環(huán)裝置包括:堿液貯存罐;A 口與所述堿液貯存罐出口相連的堿液驅(qū)動(dòng)栗。所述堿液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述堿液循環(huán)裝置的出口，與所述連接第一堿室和第二堿室的三通管路的入口相連通;所述堿液貯存罐的入口，即所述堿液循環(huán)裝置的入口，與連接第一堿室和第二堿室的三通管路的出口相連通。在所述堿液驅(qū)動(dòng)栗與連接所述第一堿室和第二堿室的三通管路的入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。堿液貯存罐2分別和第一堿室和第二堿室通過堿液驅(qū)動(dòng)栗2c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。連接第一堿室和第二堿室的三通管路的入口 2a和連接第一堿室和第二堿室的三通管路的出口 2b分別通過硅膠管連通于堿液貯存罐內(nèi)部，連接第一堿室和第二堿室連接三通管路入口的硅膠管導(dǎo)入堿液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0211 ]所述酸液循環(huán)裝置包括:酸液貯存罐;入口與所述酸液貯存罐出口相連的酸液驅(qū)動(dòng)栗。所述酸液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述酸液循環(huán)裝置的第一出口，與所述連接第一酸室和第二酸室的三通管路的入口相連通;所述酸液貯存罐的入口，即所述酸液循環(huán)裝置的入口，與連接第一酸室和第二酸室的三通管路的出口相連通。在所述酸液驅(qū)動(dòng)栗與連接第一酸室和第二酸室的三通管路的入口間設(shè)置pH電極和電導(dǎo)率儀。酸液貯存罐3分別和第一酸室和第二酸室通過酸液驅(qū)動(dòng)栗3c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。連接第一酸室和第二酸室的三通管路的入口 3a和連接第一酸室和第二酸室的三通管路的出口 3b分別通過硅膠管連通于酸液貯存罐內(nèi)部，連接第一酸室和第二酸室的三通管路入口的硅膠管導(dǎo)入酸液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0212]所述料液循環(huán)裝置包括:料液貯存罐;A口與所述料液貯存罐出口相連的料液驅(qū)動(dòng)栗。所述料液驅(qū)動(dòng)栗的出口，即所述料液循環(huán)裝置的出口，與所述連接第一料液室和第二料液室的三通管路的入口相連通;所述料液貯存罐的入口，即所述料液循環(huán)裝置的入口，與所述連接第一料液室和第二料液室的三通管路的出口相連通。在所述料液驅(qū)動(dòng)栗與所述連接第一料液室和第二料液室的三通管路入口間設(shè)置PH電極和電導(dǎo)率儀。料液貯存罐4分別和第一料液室和第二料液室通過料液驅(qū)動(dòng)栗4c驅(qū)動(dòng)溶液形成循環(huán)回路。連接第一料液室和第二料液室的三通管路的入口 4a和連接第一料液室和第二料液室的三通管路的出口 4b分別通過硅膠管連通于料液貯存罐內(nèi)部，連接第一料液室和第二料液室的三通管路的入口的硅膠管導(dǎo)入料液驅(qū)動(dòng)栗的栗頭內(nèi)部。
[0213]其中，電極液驅(qū)動(dòng)栗lc、堿液驅(qū)動(dòng)栗2c、酸液驅(qū)動(dòng)栗3c及料液驅(qū)動(dòng)栗4c采用隔膜栗O
[0214]1、通過雙極膜電滲析對(duì)含鹽苯胺廢水進(jìn)行預(yù)脫鹽:
[0215]本實(shí)施例所用料液室液為苯胺與氯化鈉的混合溶液，其中苯胺濃度為lOOOppm，氯化鈉濃度為0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50%0)2和50 %N2。
[0216]將所述含鹽苯胺廢水作為雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室液導(dǎo)入雙極膜電滲析系統(tǒng)中的料液室進(jìn)行處理，將濃度不低于0.lmol/L氫氧化鈉溶液循環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室，將濃度不低于0.lmol/L磷酸氫二鈉與磷酸溶液循環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室，將濃度不低于0.05mol/L的硫酸鈉溶液循環(huán)栗入雙極膜電滲析系統(tǒng)的電極室;通過直流電源向雙極膜電滲析系統(tǒng)施加直流電進(jìn)行雙極膜電滲析，并利用電導(dǎo)率儀在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的變化、利用紫外檢測(cè)苯胺含量變化直至料液室脫鹽率達(dá)90%以上，停止通電。
[0217]2、苯胺廢水與二氧化碳的混合反應(yīng)制備離子化苯胺與C032—/HC03—溶液:
[0218]將含二氧化碳含量為50%的氣體通入料液室液使其充分反應(yīng)至pH恒定不變。
[0219]二氧化碳?xì)怏w按如下方法通入:將流速為0.3L/min的N2和0.3L/min的CO2同時(shí)通入連通器，一同導(dǎo)出獲得含50% C02的氣體。
[0220]3、通過雙極膜電滲析處理制備得到的離子化苯胺與C032—/HC03—溶液:
[0221]完成步驟2之后，通過直流電源向雙極膜電滲析系統(tǒng)施加直流電進(jìn)行雙極膜電滲析，并利用電導(dǎo)率儀在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的變化、利用紫外檢測(cè)苯胺含量變化直至料液室電導(dǎo)率不再下降時(shí)停止通電；
[0222]最終苯胺去除率達(dá)100%、脫鹽率達(dá)99%。
[0223]實(shí)施例5
[0224]同實(shí)施例4，只是將所用料液室液中苯胺的濃度升高為2000ppm，氯化鈉濃度為
0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50% TO#P50%N2。最終苯胺去除率達(dá)99.86%,脫鹽率達(dá)到99.37 %。
[0225]實(shí)施例6
[0226]同實(shí)施例4，只是將所用料液室液中苯胺的濃度升高為2000ppm，氯化鈉濃度為
0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50% TO#P50%N2。最終苯胺去除率達(dá)99.74、脫鹽率達(dá)97.31。
[0227]實(shí)施例7
[0228]同實(shí)施例4，只是將所用料液室液中的氯化鈉的濃度升高為0.3mol/L，苯胺濃度為100ppm;所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50%⑶2和50%N2。最終苯胺去除率可達(dá)95%，脫鹽率可達(dá)95 %。
[0229]實(shí)施例8
[0230]同實(shí)施例4，只是將所用料液室液中的苯胺改為N-甲基苯胺，氯化鈉濃度為
0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50%的氣體為50%0)2和50%N2。最終N-甲基苯胺去除率可達(dá)95%，脫鹽率達(dá)95%。
[0231 ] 實(shí)施例9
[0232]同實(shí)施例4，只是將所用料液室液中的苯胺改為N，N-二甲基苯胺廢水，氯化鈉濃度為0.lmol/L;所用的二氧化碳含量為50 %的氣體為50 %0)2和50%N2。最終N，N-二甲基苯胺廢水去除率可達(dá)95%，脫鹽率達(dá)95%。
[0233]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用二氧化碳處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析系統(tǒng)，其特征在于，包括: 膜堆、陰極板、陽極板、電極液循環(huán)裝置、堿液循環(huán)裝置、酸液循環(huán)裝置、料液循環(huán)處理裝置、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、電源； 所述陰極板與所述電源的負(fù)極相連； 所述陽極板與所述電源的正極相連； 所述陰極板與所述陽極板分別設(shè)置于所述膜堆的兩邊； 所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜； 所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、酸室、料液室、堿室和陰極室； 所述電極液循環(huán)裝置的出口與所述陽極室和所述陰極室的入口通過三通管道相連通，所述電極液循環(huán)裝置的入口與所述陽極室和所述陰極室的出口通過三通管道相連通；所述堿液循環(huán)裝置的出口與所述堿室的入口相連通，所述堿液循環(huán)裝置的入口與所述堿室的出口相連通； 所述酸液循環(huán)裝置的第一出口與所述酸室的入口相連通，所述酸液循環(huán)裝置的入口與所述酸室的出口相連通； 所述料液循環(huán)處理裝置的出口與所述料液室的入口相連通，所述料液循環(huán)處理裝置的第一入口與所述料液室的出口相連通； 所述二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置出口與所述料液循環(huán)處理裝置的第二入口相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極膜電滲析系統(tǒng)，其特征在于，所述膜堆自陽極板至陰極板方向依次包括第一雙極膜以及重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜和第二雙極膜形成的重復(fù)單元膜，所述重復(fù)單元膜多2個(gè)； 所述陽極板、膜堆和陰極板間隔依次形成陽極室、重復(fù)單元室和陰極室，所述重復(fù)單元室為酸室、料液室和堿室形成的重復(fù)單元室，所述重復(fù)單元室的個(gè)數(shù)與雙極膜形成的重復(fù)單元膜的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極膜電滲析系統(tǒng)，其特征在于，所述酸液循環(huán)裝置的第二出口與所述二氧化碳?xì)怏w收集裝置的入口相連。4.一種采用實(shí)施例1?3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙極膜電滲析系統(tǒng)處理含鹽有機(jī)胺廢水的雙極膜電滲析工藝，其特征在于，包括以下步驟: A)對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，得到脫鹽有機(jī)胺廢水； B)將所述脫鹽有機(jī)胺廢水與二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液； C)將所述離子化的有機(jī)胺溶液進(jìn)行雙極膜電滲析處理，得到處理后的廢水。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于，包括以下步驟: a)將所述料液循環(huán)處理裝置中的含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室； 將所述堿液循環(huán)裝置中的無機(jī)堿液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的堿室； 將所述酸液循環(huán)裝置中的酸性緩沖溶液循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的酸室；將所述電極液循環(huán)裝置中的電解質(zhì)溶液分別循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的陽極室和陰極室； 打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，對(duì)所述含鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行脫鹽處理，當(dāng)所述料液室的脫鹽率>90%時(shí)，斷開電源，得到脫鹽有機(jī)胺廢水； b)打開二氧化碳?xì)怏w發(fā)生器向所述料液循環(huán)裝置通入二氧化碳?xì)怏w，使料液循環(huán)裝置中所述脫鹽有機(jī)胺廢水進(jìn)行離子化，當(dāng)所述料液室的PH恒定后，得到離子化的有機(jī)胺廢水溶液； c)打開電源，控制所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的電流，進(jìn)行電滲析，所述離子化的有機(jī)胺廢水溶液中的離子化的有機(jī)胺在堿室中富集，當(dāng)所述料液室中的電導(dǎo)率恒定后，斷開電源，得到處理后的廢水。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的工藝，其特征在于，所述含鹽有機(jī)胺廢水為含鹽苯胺廢水、含鹽N-甲基苯胺廢水和含鹽N，N-二甲基苯胺廢水中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，所述電解質(zhì)溶液選自硫酸鈉溶液、硫酸鉀溶液、硝酸鈉溶液或硝酸鉀溶液，所述電解質(zhì)溶液濃度不小于0.1M。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，含鹽有機(jī)胺廢水循環(huán)栗入所述雙極膜電滲析系統(tǒng)的料液室的流速為100?1000mL/min。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，所述無機(jī)堿溶液的濃度不低于0.1M，所述酸緩沖溶液的濃度不低于0.UL10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，所述通入二氧化碳?xì)怏w的方法為: 將流速為O?10L/min的N2和0.1?10L/min的CO2同時(shí)通入連通器，一同導(dǎo)出獲得含I?100% CO2的氣體。
【文檔編號(hào)】C02F101/38GK105906114SQ201610527830
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年7月5日
【發(fā)明人】徐銅文, 王秋月, 蔣晨嘯, 汪耀明, 冉瑾
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)