Difúzní dialýza (DD) je membránový separační proces využívaný pro regeneraci a čištění volných kyselin, které jsou znečištěné solemi těchto kyselin. Dochází tak k oddělení kyselin od jejich solí. Hlavní komponentou procesu zajišťující samotnou separaci je anion-výměnná membrána.
Princip separace difúzní dialýzou
V membránovém modulu jsou odděleny komory iontovýměnnou membránou propouštějící pouze záporně nabité ionty, tzv. aniontově výměnnou membránou. Kladně nabité ionty jsou membránou odpuzovány. Do jedné z komor je přiváděn nástřik obsahující kyselinu a sole (dialyzátová komora) a do druhé komory je přiváděna čistá voda, např. demineralizovaná voda (difuzátová komora). Kvůli rozdílným koncentracím kyseliny v komorách vzniká koncentrační gradient, jež je hnací silou procesu difúzní dialýzy. Anionty difundují skrz membránu do difuzátu. Kationty jsou sice odpuzovány, ale vodíkové kationty mají oproti všem ostatním iontům velmi vysokou mobilitu a jsou schopné migrovat skrz membránu spolu s anionty. Skrz membránu tak prochází preferenčně kyselina. Kationty kovů procházejí díky neidealitě membrán také, ale podstatně pomaleji. Tím dochází k čištění kyseliny. Vyčištěná kyselina odchází jako difuzát, odpadní proud obsahující většinu iontů kovů jako dialyzát.
Po přečištění obsahuje difuzát cca 90 % z celkového množství volné kyseliny původně přítomné v nástřiku, zbylá volná kyselina zůstává v dialyzátu (cca zbylých 10 %). Jedním průchodem přes technologii DD klesne koncentrace kationtů kovů v recyklované kyselině cca 20×.
Hlavní výhody technologie
Technologie je robustní, ekonomicky výhodná a pomáhá výrazně snížit dopady výroby na životní prostředí.
- Lze recyklovat cca 90 % volné kyseliny z odpadních proudů výroby.
- Tím dojde ke snížení nákladů na nákup čerstvé kyseliny. Spotřeba neutralizačního činidla na neutralizaci volné kyseliny klesne taktéž o cca 90%.
- Pokud při neutralizaci dochází ke srážení (typicky při neutralizaci odpadní kyseliny sírové pomocí vápenného hydrátu), vznikne až o 90 % méně pevného (mnohdy definovaného jako nebezpečného) odpadu. To vede jednak ke snížení negativního vlivu výroby na životní prostředí, jednak k výrazným finančním úsporám za likvidaci odpadů. Tento benefit může mít v celkové finanční rozvaze výrazný vliv.
- Pomocí difuzní dialýzy lze snížit obsah solí i v odpadních vodách, jsou-li sole po neutralizaci rozpustné a vypouštěné do kanalizace. To vede ke snížení zátěže na životní prostředí a může vést k ekonomickým benefitům.
- Proces lze koncipovat jako kontinuální nebo vsádkový dle potřeb zákazníka.
- V případě difúzní dialýzy jde o energeticky nenáročný proces.
- Technologie je snadno škálovatelná díky modularitě konstrukčního řešení.
Typické aplikace
Typickou aplikací DD je regenerace kyseliny sírové z eloxovací lázně (anodická oxidace hliníku). Lze ji však uplatnit i v dalších procesech, kde je koncentrace odpadních kyselin ve výraznějším množství (separace kyseliny od těžkých/vzácných kovů z procesů loužení, moření, povrchových úprav a dalších).