전기투석(Electrodialysis, ED)은 반투막과 직류 전기장을 이용하여 용액에서 전하를 띤 용질 입자(예: 이온)를 선택적으로 이동시키는 공정입니다. 이 분리 공정은 전하를 띤 용질을 물과 기타 비전하 성분으로부터 분리함으로써 용액을 농축, 희석, 정제 및 순화합니다. 전기투석은 대규모 화학 공정으로 발전하여 막 분리 기술에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 화학적 담수화, 해수 담수화, 식품 및 제약, 폐수 처리 등 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있으며, 일부 지역에서는 식수 생산의 주요 방법으로 자리 잡았습니다. 전기투석은 낮은 에너지 소비, 상당한 경제적 이점, 간단한 전처리, 내구성 있는 장비, 유연한 시스템 설계, 손쉬운 작동 및 유지 보수, 청정 공정, 적은 화학물질 소비, 최소한의 환경 오염, 긴 장비 수명, 높은 물 회수율(일반적으로 65%~80%) 등의 장점을 제공합니다.
일반적인 전기투석 기술에는 전기탈이온화(EDI), 전기투석 역전(EDR), 액체막 전기투석(EDLM), 고온 전기투석, 롤형 전기투석, 양극성 막 전기투석 등이 있습니다.
전기투석은 도금 폐수 및 중금속 오염 폐수를 포함한 다양한 유형의 폐수 처리에 사용될 수 있습니다. 폐수에서 금속 이온 및 기타 물질을 추출하여 물과 귀중한 자원을 회수 및 재사용하는 동시에 오염 및 배출을 줄일 수 있습니다. 연구에 따르면 전기투석은 구리 생산 공정의 부동태화 용액 처리 과정에서 구리, 아연을 회수하고 Cr3+를 Cr6+로 산화시킬 수도 있습니다. 또한 산업 현장에서는 산세척 폐수에서 중금속과 산을 회수하기 위해 이온 교환과 전기투석을 결합하여 사용하고 있습니다. 음이온 및 양이온 교환 수지를 충전재로 사용하는 특수 설계된 전기투석 장치는 중금속 폐수 처리에 사용되어 폐쇄 루프 재활용 및 무방류를 달성하고 있습니다. 전기투석은 알칼리성 폐수 및 유기 폐수 처리에도 적용될 수 있습니다.
중국 국가오염제어 및 자원재활용중점실험실에서 수행된 연구에서는 이온교환막 전기분해를 이용하여 에폭시 프로판 염소화 공정의 배기가스를 함유한 알칼리 세척 폐수 처리에 대해 연구했습니다. 전기분해 전압 5.0V, 순환 시간 3시간 조건에서 폐수의 COD 제거율은 78%, 알칼리 회수율은 73.55%에 달하여 후속 생화학 공정의 효과적인 전처리 단계로 활용될 수 있음을 확인했습니다. 또한, 산둥 루화 석유화학 회사에서는 전기투석 기술을 이용하여 3%~15% 농도의 고농도 복합 유기산 폐수를 처리했습니다. 이 방법은 잔류물이나 2차 오염을 발생시키지 않으며, 얻어진 농축액은 20%~40%의 산을 함유하고 있어 재활용 및 재처리가 가능하며, 폐수 내 산 함량을 0.05%~0.3%까지 낮출 수 있었습니다. 또한, 시노펙 쓰촨 석유화학 회사는 특수 전기투석 장치를 사용하여 응축수 폐수를 처리함으로써 최대 시간당 36톤의 처리 용량을 달성했으며, 농축수 내 질산암모늄 함량이 20% 이상에 달하고 회수율은 96% 이상을 기록했습니다. 처리된 담수는 질소암모늄 질량 분율이 40mg/L 이하로 환경 기준을 충족했습니다.
게시 시간: 2023년 9월 7일
