NH4+在廢水里的去除是一個難題,生化反應(yīng)C-N配比消耗完畢后,剩余的NH4+即使是反滲透去除率也很低。傳統(tǒng)的辦法是在廢水里加堿,使NH4+轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的NH3,再利用蒸氨(汽提)或者吹脫技術(shù)去除氣態(tài)的NH3,膜接觸器脫氨的原理,與氨氮吹脫塔和酸吸收塔類似。吹脫塔是將氨從水中吹出來,再在吸收塔中用酸將吹出來的氨吸收固定下來。但膜接觸器脫氨是將以上兩步過程在接觸面積非常大的膜組件內(nèi)一步完成,設(shè)備占地大大減少。另外,由于在膜組件內(nèi)部實現(xiàn)了以酸吸收液作為脫氨的推動力,跟吹脫塔以空氣吹掃作為脫氨的推動力相比,氨氮脫除效率大大增加,氨氮的脫除效果可以到1mg/L以下。
膜接觸器(脫氣膜)脫氨的原理:
氨氮在水中存在以下平衡:NH4++OH-;NH3;+H2O
廢水中PH提高或者溫度上升時,上述平衡將會向右移動,銨根離子NH4+變成游離的氣態(tài)NH3。這時氣態(tài)NH3可以透過中空纖維表面的微孔從殼程中的廢水相進(jìn)入管程的酸吸收液相,被酸液吸收立刻又變成離子態(tài)的NH4+。保持廢水的PH在10以上,并且溫度在35℃以上(45℃以下),這樣廢水相中的NH4+就會地變成NH3向吸收液相遷移。從而廢水側(cè)的氨氮濃度不斷下降,直至達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn);而酸吸收液相由于只有酸和NH4+,所以形成的是非常純凈的銨鹽,并且在不斷地循環(huán)后達(dá)到一定的濃度,可以被回收利用。
該過程的實質(zhì)是擴(kuò)散與吸收的連續(xù)過程,解析與吸收在膜的兩側(cè)同時完成。副產(chǎn)品銨鹽的質(zhì)量濃度可達(dá)25%~35%,成為清潔的工業(yè)原料,而廢水中的氨氮可以降至0.5mg/L以下,適用于電子材料、有色金屬、冶金、能源化工、精細(xì)化工、制藥等行業(yè)各種濃度氨氮廢水處理。與傳統(tǒng)的蒸氨、汽提、吹脫等脫氨技術(shù)相比,脫氨膜系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:
1)氨氮脫除效率高,并且可以根據(jù)用戶對出水水質(zhì)和成本控制的綜合考慮,設(shè)計脫除率;
2)氨吹脫和氨吸收合二為一,設(shè)備占地面積大大減少;
3)能耗低,運(yùn)行成本大大降低;
4)模塊化設(shè)計,移動、擴(kuò)容方便;
5)脫氨膜系統(tǒng)提供了一個封閉的運(yùn)行環(huán)境,可保證無氨氣泄漏,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。