[发明专利]一种基于道南渗析与渗透蒸馏耦合的氨氮废水处理系统及处理方法

说明书

本发明公开了一种基于道南渗析与渗透蒸馏耦合的氨氮废水处理系统及处理方法。所述系统包括包括料液罐、道南渗析组件、接收液罐、渗透蒸馏组件和渗透液罐。所述处理方法包括在料液罐中装入氨氮废水，在接收液罐装入驱动液，在渗透液罐中装入酸溶液；开启驱动泵，调节流量；计算一定时间内氨氮的迁移量；整个系统达到平衡时，停止反应，并对装置进行清洗处理。本发明能够同时实现废水中氨氮的去除与回收，并且耦合工艺比单独工艺的处理效率更佳，对从污水中回收氨氮的实际应用具有重要指导意义。系统中的驱动力均为浓差驱动，无需外加能源，是一种低能耗低成本的氨氮处理和回收系统，值得推广使用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种渗析与渗透蒸馏耦合工艺处理氨氮废水的系统及处理方法。

背景技术

氮是生物圈内最重要的元素之一，氨氮的价值很高，对现代农业、工业的贡献极大。目前，自然固氮已无法满足人类需求。一方面，人们利用Haber-Bosch工艺合成氨，以氨氮的形势获得氮资源，消耗巨大的能源并排放大量温室气体。另一方面，氨氮的不合理使用也带来了水体、土壤和生态环境的破坏。当前的水处理工艺将氨氮视为污染物，需要去除让水质达标。这忽视了氨氮的资源性价值，与可持续发展的理念不符。

现有的技术(生物法如基于活性污泥的系列技术、物化法如汽提、吹脱、离子交换、吸附、电渗析、电化学法等)或损失了氨氮的可利用价值，或成本能耗很高，不具备经济吸引力，因而制约了水体中氨氮的妥善去除与回收。合适的水处理技术需要以低能耗投入、兼顾氨氮削减和实现氨氮回收。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有技术中去除水中的氨氮后无法实现回收，造成氨氮浪费的问题，提供一种处理和回收氨氮废水的系统及处理方法，能够将废水中的氨氮富集后再回收利用，达到废物利用的目的，并且降低了回收氨氮的成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于道南渗析与渗透蒸馏耦合的氨氮废水处理系统，包括料液罐、道南渗析组件、接收液罐、渗透蒸馏组件和渗透液罐；其中，

所述道南渗析组件包括料液腔和接收液腔，所述料液腔和接收液腔通过阳离子交换膜分隔开，该料液腔和接收液腔均具有进液管和出液管，且料液腔的进液方向与接收液腔的进液方向相反；所述渗透蒸馏组件包括接收液腔和渗透液腔，所述接收液腔和渗透液腔通过疏水膜隔开，该接收液腔和渗透液腔具有进液管和出液管，且接收液腔的进液方向与渗透液腔的进液方向相反；

所述道南渗析组件的料液腔的进液管和出液管分别通过管道与料液罐相连通，其接收液腔的进液管和出液管分别通过管道与接收液罐相连通，且在料液腔的进液管和接收液腔的进液管上分别设有一驱动泵；所述渗透蒸馏组件的接收液腔的进液管和出液管分别通过管道与接收液罐相连通，其渗透液腔的进液管和出液管分别通过管道与渗透液罐相连通，且在接收液腔的进液管和渗透液腔的进液管上也分别设有一驱动泵。

通过设置料液罐、道南渗析组件、接收液罐、渗透蒸馏组件和渗透液罐，将道南渗析组件和渗透蒸馏组件耦合并用于氨氮废水处理系统中由于道南渗析中接收液腔的进液方向与渗透液腔的进液方向相反，渗透蒸馏中接收液腔的进液方向与渗透液腔的进液方向也相反，并且在进液方向分别设置有驱动泵，这样，在工作过程中，驱动泵能够控制液体的流速，且液体为错流式(流动方向相反)结构，削薄膜面的浓差极化层，减少阻力，能够有效提高处理效果。道南渗析用于从氨氮污水中富集氨氮，以降低后续处理的物耗；渗透蒸馏用于回收氨氮，同时渗透蒸馏可以提高道南渗析对氨氮的富集率。采用本发明提供的基于道南渗析与渗透蒸馏耦合的氨氮废水处理系统，能够同时实现废水中氨氮的去除与回收，并且耦合工艺比单独工艺的处理效率更佳，对从污水中回收氨氮的实际应用具有重要指导意义。此外，系统中的驱动力均为浓差驱动，无需外加能源，是一种能耗低成本的氨氮处理和回收系统，值得推广使用。