Die Elektrodialyse (ED) ist ein Verfahren, bei dem eine semipermeable Membran und ein Gleichstromfeld genutzt werden, um geladene Teilchen (wie Ionen) gezielt aus einer Lösung zu transportieren. Dieses Trennverfahren konzentriert, verdünnt, verfeinert und reinigt Lösungen, indem es geladene Stoffe von Wasser und anderen ungeladenen Komponenten trennt. Die Elektrodialyse hat sich zu einem großtechnischen Verfahren entwickelt und spielt eine bedeutende Rolle in der Membrantrenntechnik. Sie findet breite Anwendung in Branchen wie der chemischen Entsalzung, der Meerwasserentsalzung, der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie der Abwasserbehandlung. In einigen Regionen ist sie die wichtigste Methode zur Trinkwassergewinnung. Sie bietet Vorteile wie niedrigen Energieverbrauch, erhebliche wirtschaftliche Vorteile, einfache Vorbehandlung, langlebige Geräte, flexibles Systemdesign, einfache Bedienung und Wartung, saubere Prozesse, geringen Chemikalienverbrauch, minimale Umweltbelastung, lange Gerätelebensdauer und hohe Wasserrückgewinnungsraten (typischerweise zwischen 65 % und 80 %).
Zu den gängigen Elektrodialysetechniken gehören Elektrodeionisation (EDI), Umkehrelektrodialyse (EDR), Elektrodialyse mit Flüssigmembranen (EDLM), Hochtemperaturelektrodialyse, Rollenelektrodialyse, bipolare Membranelektrodialyse und andere.
Elektrodialyse kann zur Behandlung verschiedener Abwasserarten eingesetzt werden, darunter Galvanikabwasser und schwermetallbelastetes Abwasser. Sie kann verwendet werden, um Metallionen und andere Substanzen aus Abwasser zu extrahieren, wodurch Wasser und wertvolle Ressourcen zurückgewonnen und wiederverwendet werden können, während gleichzeitig Umweltverschmutzung und Emissionen reduziert werden. Studien haben gezeigt, dass durch Elektrodialyse Kupfer und Zink zurückgewonnen und bei der Behandlung von Passivierungslösungen im Kupferproduktionsprozess sogar Cr3+ zu Cr6+ oxidiert werden kann. Darüber hinaus wurde Elektrodialyse mit Ionenaustausch kombiniert, um Schwermetalle und Säuren aus Abwasser aus sauren Beizen in industriellen Anwendungen zurückzugewinnen. Speziell entwickelte Elektrodialysegeräte, die sowohl Anionen- als auch Kationenaustauscherharze als Füllstoffe verwenden, werden zur Behandlung von Schwermetallabwasser eingesetzt, wodurch ein geschlossener Recyclingkreislauf und Nullableitung erreicht werden. Elektrodialyse kann auch zur Behandlung von alkalischem und organischem Abwasser eingesetzt werden.
Im Rahmen einer Forschung am staatlichen Schlüssellabor für Umweltverschmutzungskontrolle und Ressourcenwiederverwendung in China wurde die Behandlung von alkalischem Waschabwasser, das Abgas aus der Epoxid-Propan-Chlorierung enthält, mittels Ionenaustauschermembran-Elektrolyse untersucht. Bei einer Elektrolysespannung von 5,0 V und einer Umwälzzeit von 3 Stunden wurde eine CSB-Entfernungsrate von 78 % erreicht und die Alkali-Rückgewinnungsrate lag bei 73,55 %, was als wirksame Vorbehandlung für nachfolgende biochemische Einheiten diente. Die Shandong Luhua Petrochemical Company hat die Elektrodialyse-Technologie auch zur Behandlung von Abwasser mit hochkonzentrierten komplexen organischen Säuren (mit Konzentrationen von 3 % bis 15 %) eingesetzt. Bei dieser Methode entstehen keine Rückstände oder Sekundärverschmutzung und die erhaltene konzentrierte Lösung enthält 20 % bis 40 % Säure, die recycelt und behandelt werden kann, wodurch der Säuregehalt im Abwasser auf 0,05 % bis 0,3 % gesenkt wird. Darüber hinaus setzte die Sinopec Sichuan Petrochemical Company eine spezielle Elektrodialyseanlage zur Kondensataufbereitung ein und erreichte damit eine maximale Aufbereitungskapazität von 36 t/h. Der Ammoniumnitratgehalt im konzentrierten Wasser lag bei über 20 %, und die Rückgewinnungsrate betrug über 96 %. Das aufbereitete Frischwasser wies einen Ammoniumstickstoff-Massenanteil von ≤ 40 mg/l auf und erfüllte damit die Umweltstandards.
Beitragszeit: 07.09.2023
