近年来,随着膜技术的进步,出现了气水分离膜。气水分离膜能够实现气液的分离。气水分离膜组件是由塑料外壳或不锈钢外壳与中空纤维膜束组成,中空纤维膜是由憎水性聚丙烯中空纤维组成的多孔管膜,内径240μm,外径300μm,纤维膜管壁布满30—40纳米微孔,该纤维憎水,水不能通过微孔,气体可从孔中通过。 氨氮在水中存在着离解平衡,随着pH升高,氨在水中NH3形态比例升高,在一定的温度和压力下,NH3的气态和液态两相达到平衡。根据化学平衡移动的原理,在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持。“假若改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念(见下图):
T1、T2 — 是膜两侧的温度。
P1、打包交易P2 腰挂包— 是膜两侧的压力。
pH1、pH2 — 分别是膜两侧的溶液的pH值。
图3-1 气水分离膜分离高浓度氨氮的原理图
在膜的一侧是高浓度氨氮废水,另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,pH1>9,P1>P2寿司模具保持一定的压力差,那么废水中的游离氨NH4+,陶瓷展架就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面,在膜表面分压差的作用下,穿越膜孔,进入吸收液,迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。反应方程是:
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
NH3 + HCl = NH4Cl
NH3破门弹 + HNO3 = NH4NO3
生成的铵盐质量浓度可达20%~30%聚四氟乙烯乳液,成为清洁的工业原料。而废水中的氨氮可以降至15mg/L以下。
相较于吹脱塔气水分离膜具有占地面积小,设备少,更节能,电耗更低,能回收副产品,吹脱塔如果要回收副产品需要另外增加一级吸收塔。
通过工艺的比较,我公司决定采用气水分离膜来去除废水中的高氨氮。
3.2工艺选择
污水处理工艺流程图: