[发明专利]一种具有资源化回收功能的膜接触器处理高氨氮废水系统

说明书

本发明公开了一种具有资源化回收功能的膜接触器处理高氨氮废水系统，包括中空纤维膜接触器组，该组包括N个中空纤维膜接触器，各中空纤维膜接触器的管程通过管路连接，各中空纤维膜接触器的壳程通过管路连接，高氨氮废水储罐通过管路依次与第一泵、首效中空纤维膜接触器的管程连接；末效中空纤维膜接触器的管程通过管路与脱氨氮废水储罐连接；酸性气体装置通过管路与吸收剂溶液储罐连接，吸收剂溶液储罐的液相出口通过管路依次与第二泵、末效中空纤维膜接触器的壳程连接，首效中空纤维膜接触器的壳程通过管路与分盐结晶器连接。本发明系统可充分利用废水和吸收剂两相的浓度差和化学势，进行氨氮吸收化学反应，低成本，提高吸收过程经济性。

技术领域

本发明属于化学工程技术领域，涉及到工业废水处理技术以及结晶分盐技术，具体涉及一种具有资源化回收功能的膜接触器处理高氨氮废水系统。

背景技术

随着社会的高速发展，工业生产和生活中产生的氨氮污染物排放量越来越大，由氨氮污染物浓度过高引起的水体污染已经成为了亟需解决的环境问题，氨氮污染物主要以游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄⁺)的形式存在废水中，氨氮的高耗氧量会导致水体的富营养化，形成“水华”和“赤潮”现象，对生态环境和人类健康产生巨大危害。

目前可用于高氨氮废水处理的技术方法有多种，主要包括生物法、物理法、化学法、膜接触器法等。生物法是目前应用最普遍的方法，绿色环保，不产生二次污染，但只适用于处理氨氮浓度含量比较低的废水，高浓度氨氮会对微生物产生抑制或毒害，造成脱氨处理工艺不能稳定进行。物理法中最常用的吹脱和汽提法，需要消耗大量的酸，能耗也很大，经济性差，而且设备易结垢，操作不方便。化学法对氨氮废水预处理要求高，处理高浓度的氨氮废水时成本很高，还很难达到废水处理的应用方便及经济实用的要求。

膜接触器法耦合了膜分离和传统吸收技术，应用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)等疏水性微孔膜材料作为传质介质，具有传质面积大、体积小、结构紧凑等优势，对于氨氮废水，可以有效的脱除氨氮，能耗低、操作方便、无二次污染。膜接触器处理氨氮废水过程中，废水和吸收剂(如硫酸)分隔于膜两侧，在氨氮浓度差的推动下，废水侧氨氮在废水-膜界面挥发，以气体(氨气)的形式进入膜孔并扩散到膜另一侧，在膜-吸收剂界面被吸收，生成不挥发的硫酸铵((NH₄)₂SO₄)。同时废水侧NH₄⁺和NH₃的平衡被破坏，NH₄⁺在强碱pH调节剂的作用下进一步转化为NH₃，继续膜吸收过程。膜接触器处理氨氮废水，氨氮的脱除率可以达到95％以上，处理后的废水氨氮含量能符合五类地表水限值。但是对于高含量氨氮废水，传统膜接触器法需要消耗大量强酸性吸收剂，成本高且操作危险性大，产生的大量酸性副产物废水的处理也是一大问题，需要对现阶段的高氨氮废水吸收剂加以改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种吸收传质效率高、吸收成本低的具有资源化回收功能的膜接触器处理高氨氮废水系统。

本发明的第二个目的是提供一种利用上述具有资源化回收功能的膜接触器处理高氨氮废水系统处理高氨氮废水的方法。

本发明的技术方案概述如下：