双极膜电渗析技术真的火了！

目前国内煤化工、电厂、冶金、钢铁、石化等行业超低排放、零排放的火热程度依旧。在这些领域中，末端的高盐废水处理，依旧是企业最头疼的环节。

这些年零排放组合工艺越来越成熟，尽管可选的配套工艺繁多，但是总结归纳下来，末端高盐废水处理系统主要含以下几个单元：

有效地控制投资成本、运行成本、提高系统的运行稳定性往往是大多数企业追求的首要目标，目前又多了一个盐硝等无机盐产品的处置问题。

危废、固废处理费用非常高，而且这两年由此造成的生产安全、环境事故非常多。对企业而言，它寄希望调整工艺，从源头尽量避免含盐废水的产生。或者高盐废水处理后，最终得到的纯度较高可外售处理的无机盐。

在目前这种大环境背景下，在1000+万吨每年无处安放的废盐驱动下，双极膜电渗析技术火了。

01 双极膜电渗析---基本信息

简单来说，双极膜电渗析技术是电渗析技术中的一种，核心取决于膜性能的功能化。

针对于高盐废水，双极膜技术可以将对应的无机盐转化成酸和碱，比如说：硫酸钠废水，可以转化成硫酸、氢氧化钠；氯化钠废水，可以转化成HCl、NaOH。

目前零排放工艺总包里能看到越来越多的双极膜工艺技术配套。对于最终用户来说，它解决了末端废盐的处理问题，可产生一定经济效益的碱和酸，可有效实现含盐废水资源化循环经济。对于总包公司而言，可以提供更加创新稳定的耦合工艺包，在同质化竞争严重的某些系统，有足够的亮点抓住用户的眼球。

双极膜技术在国内的发展日益成熟，据了解已有好几亿的市场项目应用案例，像常规的氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化铵、氯化钾等在国内均已有实际的应用案例。

02 双极膜电渗析---进出水水质

双极膜电渗析系统进水水质主要考虑以下几点：

1. 基于双极膜的基本原理，双极膜只适用于Li、Na、K、铵等一价盐系统；

2. 对盐浓度要求：1.5N-2.5N浓度最佳（以浓度当量计）；

3. 二价及二价以上阳离子总量：＜1ppm（越低越好，技术活）；

4. 油、表面活性剂总量＜2ppm（越低越好），有机溶剂类别及含量需要询问厂家。

5. 硅含量＜200ppm，TSS类指标＜0.1ppm。

双极膜电渗析系统出水水质情况：

1.如果进水是混盐，那出水得到的就是混酸或混碱，如进水为氯化钠和硫酸钠混合废水，则得到的碱是氢氧化钠，酸是硫酸和盐酸混酸，离子占比与进水离子占比相近。

2.出水酸浓度：0.5N-3N可调，1N-2N经济性最优，其中氧化性较强的酸除外，浓度有限制。

3.出水碱浓度：0.5N-3N可调，1N-2N经济性最优。

4.系统出水酸、碱纯度：酸碱中均会含有少量的盐，据厂家反馈，一般有0-1g/L左右的盐（与进水盐浓度、出水酸碱浓度等有关）。

03 双极膜电渗析---吨水能耗

双极膜电渗析的系统相对简单，系统能耗主要由整流器、动设备组成。以下是常规双极膜系统简易流程图。

双极膜系统，大部分是整流器的能耗，动设备的占比相对非常小。针对于目前国内的运行数据反馈，以硫酸钠15%为例：双极膜系统生产1KG氢氧化钠，运行能耗约为1.5-2.2kWh，折算到硫酸钠进水，吨水能耗约127-186kWh，电费以0.6元/度估算，则吨水处理能耗约76-112元，或生产1t氢氧化钠能耗费用约900-1300元。

以氯化钠15%为例：双极膜系统生产1KG氢氧化钠，运行能耗约为1.3-1.8kWh，折算到氯化钠进水，吨水能耗约133-185kWh，电费以0.6元/度估算，则吨水处理能耗约80-111元，或生产1t氢氧化钠能耗费用约780-1100元。

电渗析系统是电驱动的原理，离子迁离产生电流形成回路，在不考虑其他因素的影响下，所需处理离子含量越多，则能耗越高。很明显，生产1KG氢氧化钾能耗要远远低于生产1KG氢氧化钠。同样的原理，折算到进水各类一价无机盐废水系统，硫酸盐、硝酸盐、氯化盐等系统，吨水处理能耗也会有明显的差异。

基于双极膜的原理，单个工艺单元的吨水处理能耗要比常规的膜处理工艺高很多。但整体个工艺包而言，双极膜系统用相对较低的能耗生产得到了附加值较高的碱，解决高盐废水处理问题，这样的创新工艺思路往往更能引起客户的兴趣。

04 双极膜电渗析---投资

在全工艺包中，提单个工艺的投资不一定看出这个工艺是否必要，但是大致可以表明这个工艺核心程度。目前投资方面确实是限制双极膜技术快速发展的一个重要原因。

双极膜系统的投资主要体现在设备上，其中核心的膜材料费用占绝大部分。国产双极膜的生产厂家不多，应用规模有限。国内大型双极膜系统应用主要以进口品牌为主。

双极膜有附加值，弱点主要体现在一次性投资上，到底双极膜电渗析的系统投资多高？同样以15%的硫酸钠废水测算，盐分完全转化为对应的酸和碱，双极膜系统吨水投资预计250-450万左右（厂商提供，仅供参考）。

目前具有生产、加工型的电渗析厂商常规考虑进口核心双极膜膜材料，其它配件自主研发、生产、配套，双极膜电渗析系统在成套、设计、安装等方面综合要求非常高。

性能阻碍着国产双极膜品牌的快速发展，投资阻碍着进口双极膜品牌的快速发展。其实很容易理解，多数的产品都会有这么一个过程，最终会走向一个平衡。

05 双极膜电渗析---问题

问题1：系统出水是稀酸、稀碱。使用的方式1. 酸碱直接回用；2. 酸碱厂区勾兑使用；3. 再次浓缩后使用。如果酸碱回用浓度超过4N（4个当量），则需要采用蒸发的方式处理，双极膜系统经济性降低。

问题2：系统一次性投资略高。一方面目前因为膜材料为进口；另一方面由于双极膜的功能化作用，能转化成酸和碱。这种情况下，需要国产双极膜厂家进一步提高膜性能，其次是降低膜生产成本。

问题3：膜的运行成本略高。双极膜就目前国内使用情况而言，平均使用寿命仅2-3年，在问题2的基础上，不难理解。

从目前市场需求反馈来看，这些都没造成严重的影响，双极膜技术应用依旧如火如荼；从长远来看，双极膜的应用更加是一个趋势。

06 双极膜电渗析---结束语

不难发现，双极膜技术和蒸发结晶技术定位存在明显的差异，彼此都有自己的不可替代性。无非后续在同样的需求市场下，会有一个占比分布的情形。

尽管目前MVR等蒸发结晶工艺主导超低排放、零排放市场，毋庸置疑，双极膜电渗析技术将会拥有一片天地，因为现在它现在已经开始展露锋芒。

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