Điện phân thẩm thấu (Electrodialysis - ED) là một quy trình sử dụng màng bán thấm và điện trường một chiều để vận chuyển chọn lọc các hạt chất tan mang điện tích (như ion) ra khỏi dung dịch. Quá trình tách này làm cô đặc, pha loãng, tinh chế và làm sạch dung dịch bằng cách hướng các chất tan mang điện tích ra khỏi nước và các thành phần không mang điện tích khác. Điện phân thẩm thấu đã phát triển thành một quy trình hóa học quy mô lớn và đóng vai trò quan trọng trong công nghệ tách màng. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như khử muối hóa chất, khử muối nước biển, thực phẩm và dược phẩm, và xử lý nước thải. Ở một số vùng, nó đã trở thành phương pháp chính để sản xuất nước uống. Nó mang lại những ưu điểm như tiêu thụ năng lượng thấp, lợi ích kinh tế đáng kể, xử lý sơ bộ đơn giản, thiết bị bền, thiết kế hệ thống linh hoạt, vận hành và bảo trì dễ dàng, quy trình sạch, tiêu thụ hóa chất thấp, ô nhiễm môi trường tối thiểu, tuổi thọ thiết bị cao và tỷ lệ thu hồi nước cao (thường từ 65% đến 80%).
Các kỹ thuật điện phân phổ biến bao gồm điện phân ion hóa (EDI), điện phân đảo chiều (EDR), điện phân với màng lỏng (EDLM), điện phân nhiệt độ cao, điện phân kiểu cuộn, điện phân màng lưỡng cực và các kỹ thuật khác.
Điện phân thẩm thấu có thể được sử dụng để xử lý nhiều loại nước thải khác nhau, bao gồm nước thải mạ điện và nước thải nhiễm kim loại nặng. Nó có thể được sử dụng để chiết xuất các ion kim loại và các chất khác từ nước thải, cho phép thu hồi và tái sử dụng nước và các nguồn tài nguyên quý giá đồng thời giảm thiểu ô nhiễm và khí thải. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng điện phân thẩm thấu có thể thu hồi đồng, kẽm, và thậm chí oxy hóa Cr3+ thành Cr6+ trong quá trình xử lý dung dịch thụ động hóa trong quá trình sản xuất đồng. Ngoài ra, điện phân thẩm thấu đã được kết hợp với trao đổi ion để thu hồi kim loại nặng và axit từ nước thải tẩy axit trong các ứng dụng công nghiệp. Các thiết bị điện phân thẩm thấu được thiết kế đặc biệt, sử dụng cả nhựa trao đổi anion và cation làm chất độn, đã được sử dụng để xử lý nước thải kim loại nặng, đạt được chu trình khép kín và không thải ra môi trường. Điện phân thẩm thấu cũng có thể được áp dụng để xử lý nước thải kiềm và nước thải hữu cơ.
Nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về kiểm soát ô nhiễm và tái sử dụng tài nguyên của Trung Quốc đã nghiên cứu việc xử lý nước thải rửa kiềm chứa khí thải clo hóa epoxy propan bằng phương pháp điện phân màng trao đổi ion. Khi điện áp điện phân là 5,0V và thời gian tuần hoàn là 3 giờ, tỷ lệ loại bỏ COD của nước thải đạt 78%, và tỷ lệ thu hồi kiềm cao tới 73,55%, đóng vai trò là bước tiền xử lý hiệu quả cho các đơn vị sinh hóa tiếp theo. Công nghệ điện phân màng cũng đã được Công ty Hóa dầu Sơn Đông Luhua sử dụng để xử lý nước thải axit hữu cơ phức hợp nồng độ cao, từ 3% đến 15%. Phương pháp này không tạo ra chất thải hoặc ô nhiễm thứ cấp, và dung dịch đậm đặc thu được chứa từ 20% đến 40% axit, có thể được tái chế và xử lý, giảm hàm lượng axit trong nước thải xuống còn 0,05% đến 0,3%. Ngoài ra, Công ty Hóa dầu Tứ Xuyên Sinopec đã sử dụng thiết bị điện phân chuyên dụng để xử lý nước thải ngưng tụ, đạt công suất xử lý tối đa 36 tấn/giờ, với hàm lượng amoni nitrat trong nước cô đặc đạt trên 20% và tỷ lệ thu hồi trên 96%. Nước ngọt sau xử lý có hàm lượng nitơ amoni ≤40mg/L, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường.
Thời gian đăng bài: 07/09/2023
