Ekonomiczne aspekty odzyskiwania kwasów i soli metali ze ścieków przemysłowych

• Autorzy: Wiśniewski J. A. , Różańska A.

Warianty tytułu

EN

Economic aspects of acid and metal salt recovery from industrial effluents

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy scharakteryzowano dialityczne procesy membranowe - dializę dyfuzyjną, elektrodializę monopolarną i elektrodializę bipolarną oraz przedstawiono możliwości zastosowania tych procesów do odzyskiwania wartościowych składników ze ścieków przemysłowych. Przeprowadzono analizę ekonomiczną odzyskiwania kwasów nieorganicznych (siarkowego oraz azotowego i fluorowodorowego) ze ścieków po trawieniu metali oraz soli niklu z wody z płukania po galwanizacji. Określono koszty związane z wprowadzeniem technologii membranowej do układu technologicznego oczyszczania ścieków w trawialni i galwanizerni i porównano je z kosztami klasycznej technologii oczyszczania opartej na neutralizacji ścieków. Stwierdzono, że w każdym z analizowanych przypadków koszt wprowadzenia nowej technologii (tj. technologii membranowej) jest niższy od kosztu technologii klasycznej. W procesie odzyskiwania kwasu ze zużytej kąpieli trawiącej metodą dializy dyfuzyjnej osiąga się czas zwrotu inwestycji (3-5 lat) nawet przy niskiej wartości rynkowej kwasu. Elektrodializa bipolarna, jako metoda odzyskiwania kwasu ze stężonych ścieków potrawiennych, jest korzystna ekonomicznie w przypadku kosztownych kwasów. Procesem szczególnie atrakcyjnym ekonomicznie jest odzyskiwanie metodą elektrodializy monopolarnej soli niklu z wody z płukania po galwanizacji. Z powodu wysokiej wartości rynkowej soli niklu, poniesione nakłady zostają zwrócone już po jednym roku eksploatacji instalacji do elektrodializy. Ponadto w procesie tym otrzymuje się wodę o obniżonym stężeniu soli niklu, która jest ponownie wykorzystywana w procesie płukania po galwanizacji.

EN

The paper includes a characterization of dialytic membrane processes, i.e. diffusion dialysis, monopolar electrodialysis and bipolar electrodialysis, and presents potential applications of these processes to the recovery of valuable substances from industrial effluents. Cost analysis was carried out for the recovery of inorganic acids (sulfuric, nitric and hydrofluoric) from metal-etching effluents, and the recovery of nickle salt from post-electroplating wash water. The costs involved in the implementation of the membrane technology into the treatment trains for the effluents from etching and electroplating plants were assessed and compared with the costs of the conventional treatment technology involving the neutralization of the effluents. In every instance the costs of implementing the membrane technology were found to be lower than those of applying the conventional neutralization technology. As for the process of acid recovery from spent etching bath by diffusion dialysis, the repayment of the investment takes from 3 to 5 years even if the market price of the acid is low. Bipolar electrodialysis as a method of acid recovery from concentrated etching effluents is cost-effective when the market price of the acids is high. Of the membrane processes analyzed, monopolar electrodialysis was found to be particularly attractive (in economic terms) when used for the recovery of nickel salt from post-electroplating wash water. Owing to the high market price of nickle salt, relevant expenditure is repaid after only one year of operation of the electrodialysis system. What is more, the process yields water of a reduced nickle salt concentration and thus enables its reuse for rinsing purposes after electroplating.

Słowa kluczowe

PL

dializa dyfuzyjna; elektrodializa monopolarna; elektroliza bipolarna; odzyskiwanie kwasów; odzysk soli niklu

EN

diffusion dialysis; monopolar electrodialysis; bipolar electrodialysis; acid recovery; nickel salt recovery

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 29, nr 2
• Strony: 43--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Wiśniewski J. A.

autor

Różańska A.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. K. SCOTT: Handbook of industrial membranes. EIsevier, Oxford 1995.
• 2. R.W. BAKER: Membrane technology and applications. McGraw Hill, New York 2000.
• 3. H. STRATHMANN: Membrane separation processes: current relevance and future opportunities. AIChE J., 2001, Vol. 47, No. 5, pp. 1077-1087.
• 4. I. NAKAMURA: Use of dialysis technique in metal finishing process. New Materials New Processes, 1983, No.2, pp. 166-175.
• 5. Y. KOBUCHI, y. MATSUNAGA, y. NOMA: Application of ion exchange membranes to the recovery of acids by diffusion dialysis and electrodialysis. In: Synthetic Polymeric Membranes. Walter de Gruyter & Co., Berlin-New York 1987, pp. 411-428.
• 6. R.K. NAGARALE, G.S. GOHIL, Y.K. SHAHI: Recent developments on ion-exchange membranes and electro-membrane processes. Adv. in Colloid Interface Sci., 2006, No. 119, pp. 97-130.
• 7. F. HELL, J. LAHNSTEINER, H. FRISHHERZ, G. BAUMGARTNER: Experience with full-scale electrodialysis for nitrate and hardness removal. Desalination, 1998, No. 117, pp. 173-180.
• 8. C. WISNIEWSKI, F. PERSIN, T. CHERIF et al.: Denitrification of drinking water by the association of an electrodialysis process and a membrane bioreactor: Feasibility and application. Desalination, 2001, No. 139, pp. 199-205.
• 9. C. HUTTER BYSZEWSKI, A. BOGEATZES: AQUATECH System - a commercial process to recycle spent piekle liquor. Iron Steel Eng., 1988, Vol. 65, No. 3, pp. 40-44.
• 10. T. XU: Electrodialysis process with bipolar membranes (EDBM) in environmental protection - a review. Resources, Conserv. Recycl., 2002, No. 37, pp. 1-22.
• 11. J. JEONG, M.S. KIM, B.S. KIM et al.: Recovery of H2S04 from waste acid solution by a diffusion dialysis method. J. Hazard. Mat. B,2005, No. 124, pp.230-235.
• 12. S. ITOI, I. NAKAMURA, T. KAWAHARA: Electrodialytic recovery process of metal finishing waste water. Desalination, 1980, No. 32, pp. 383-389.