鹽城高氨氮廢水處理

鹽城高氨氮廢水處理氨氮是一種營養性污染物，它在水體中的過量存在會對生物及其生存環境造成嚴重危害。因此，工業廢水排放之前的脫氨工作尤為重要。氨氮廢水的處理技術［1］主要有: 選擇性離子交換法［2］、生物脫氮法［3，4］、吹脫法［5］、折點加氯法［6］、化學沉淀法［7］、催化濕式氧化法［8］、膜法［9］、電滲析法［10］和蒸氣氣提法［11］等。以上廢水氨氮脫除的方法各有優點，也存在一定的缺點和應用局限，如處理成本高，條件控制嚴格，易造成二次污染等［12］。膜脫氨技術是一種更加有效的接觸傳質過程，其中有代表性的主要有VMD［13，14］及MA［15，16］等過程。VMD 與MA 脫氨均是膜蒸餾脫氨的2 種形式。VMD 是利用真空技術使膜界面形成氨分壓差從而達到脫氨目的; MA 脫氨是利用酸性溶液作吸收劑，其快速的化學反應使界面氨分壓差增大明顯，具有較高的脫氨效率。

脫氨效率與起始氨氮濃度、溫度、真空度、pH、脫氨時間及膜性能等有直接的關系。VMD 過程脫氨效率不高，脫氨后廢水難以達到排放或回用標準，但其脫除的氨可回收制成氨水回用于工業生產，從而可以降低含氨廢水處理成本。故VMD 可以用于高濃氨氮廢水的初步脫氨。

相對VMD 而言，MA 脫氨過程脫氨效率較高，但膜吸收脫氨后形成的硫酸銨、氯化銨等副產物，由于濃度低，pH 值低不能直接作為肥料加以利用，需要解決廢吸收液的回收問題。

若將VMD 和MA 結合起來，有望實現高氨氮廢水的高效脫氨并解決廢吸收液的二次處置難題。本文在實驗室規模下對VMD 和MA 脫除水溶液中的氨氮進行了研究，并建立了一套全新的高效處理高氨氮廢水的集成膜工藝體系。

含氨廢水預先用0. 2 mol /L 的NaOH 溶液調節pH 至10. 5 后引入真空脫氨料液槽中，由真空脫氨循環泵1 泵入PP 脫氣膜組件1 的內側，脫氨后返回料液槽，當脫氨效率達到80% 以上時關閉閥門1 開啟閥門2 將VMD 處理后的料液引入MA 吸收槽中。重新調整pH 為10．5 后泵入PP 脫氣膜組件2 內側進行膜吸收脫氨后返回吸收槽，直到脫除效率達到目的值時，開啟閥門3，調節pH 為中性后達標外排。酸循環槽內起始濃度為0. 02 mol /L 的稀硫酸吸收劑被泵入PP 脫氣膜組件2 的膜外側，帶走過膜氨分子回到酸槽，生成硫酸銨。當稀硫酸吸收劑pH 大于4 時開啟閥門5 關閉閥門4，將硫酸銨溶液引入吸收劑緩沖槽，調節至所需pH 后開啟閥門6 流入真空脫氨料液循環槽中與含氨廢水混合繼續脫氨。在脫氣膜組件1 中膜另一側接氨回收真空系統為VMD 工藝提供動力，由膜組件1 脫除的氨被氨接收瓶冷凝接收。

鹽城高氨氮廢水處理本研究分別對VMD 和MA 實驗過程中料液pH和料液進口溫度2 個重要操作條件對脫氨率的影響做了分析，并將VMD 技術和MA 技術集成進行高效脫氨，得到如下結論:

(1) VMD 工藝在pH =10．5，T料液= 40℃，v 料液=0．10 m/s，真空度=-90 kPa 操作條件下脫氨率可達85%，MA 工藝在pH = 10. 5，T料液= 20℃，T硫酸=20℃，v料液= 0. 10 m/s，v硫酸= 0. 10 m/s 條件下脫氨率可達99. 6%。綜合經濟和效率方面考慮，集成工藝操作參數也設為上述數值。

(2) 在實驗涉及的操作條件范圍內，料液pH 和進口溫度對VMD 脫氨效果的影響較大，提高料液pH 和進口溫度可以明顯提高VMD 的脫氨效率。MA 實驗中，料液pH 對的脫氨效率影響比較顯著，料液進口溫度的影響不大。

(3) VMD/MA 集成脫氨工藝處理不同濃度高氨氮廢水效率可達99. 96% 以上，出水符合污水綜合排放標準一級標準。

本集成工藝結合了VMD 和MA 工藝在脫氨實驗中的優點，可以回收利用氨并且將硫酸銨廢液回流繼續脫氨從而解決硫酸銨的二次污染問題。為高濃度氨氮廢水的經濟有效處理提供了一條全新技術路線。