小中大废水中氨氮的脱除/回收/富集/纯化,可以考虑用气态膜过程(有时候称之为液膜吸收过程,或者更简称为膜吸收、或气膜过程)。
气态膜分离的核心是微孔疏水膜,膜的一侧流过含氨料液或废水,而另一侧流过吸收液(可以是化学反应性的,或物理吸收溶剂),氨从料液主体扩散到膜与料液接触处、然后氨气化并扩散通过微孔疏水膜上的微孔到达膜的另一侧,氨气被吸收液化学性的吸收(比如,使用硫酸或盐 酸做不可逆吸收剂时)。如此一来,氨就会源源不断地被迁移到膜的另一侧,从而同时达到脱除、回收、浓缩和纯化的目的。由于吸收剂中的游离氨浓度几乎为零,该过程的推动力最大,这是传统吹脱(气提)过程所不能比拟的。另一方面,由于采用中空纤维微孔疏水膜,膜组件的比表面积很大,一般为3000-6000平方米/立方米,高出填料塔几倍。
气态膜法脱氨过程的特点:
1. 投资不高,介于吹脱(或称之为解吸或气提)和精馏(或称之为蒸馏或气提)的投资之间;
2. 副产品可以选择为硫酸铵、氯化铵、**、磷酸氢二铵、或氨水、氨气、甚至是液氨。这完全是取决于客户需要,可灵活多样;
3. 运行成本极低,如果副产品是铵盐,耗电不足常规气提过程的10%,没有热耗;如果副产品是5-18%的氨水,热耗只是常规汽提过程的20-30%,几乎没有电耗;
4. 处理后废水中的氨氮根据客户要求可以达到50mg/L,15mg/L、甚至5mg/L的要求;
5. 气态膜法脱氨对废水的COD值和盐含量、盐种类无特殊要求,;只要废水的表面张力比较大就行;
6. 现有的预处理技术可以保证废水的表面张力提高到预定值、以满足气态膜设备进料要求;
7. 当然了,如果废水是中性甚至是酸性的,则需要加碱性物质提高pH值到10-12之间,让氨以分子态、游离态、挥发性的氨形式存在。这是必须的,精馏(汽提)、解吸(气提)也需要这样的pH值的提高。
8. 气态膜脱氨过程允许用熟石灰代替氢 氧 化钠来提高料液的pH值,如此操作,药剂费用节省近3倍。而气提过程如果用熟石灰提高pH,则存在氢 氧 化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀带来的堵塔问题;汽提过程如果用熟石灰提高pH,则存在氢 氧 化钙在高温下溶解度下降带来堵塔问题。对气态膜过程,料液不需要与(外来的、新鲜的)空气接触,只要加熟石灰后过滤,则不存在沉淀污染膜的问题;
9. 只要预处理做得好、操作得当,气态膜核心设备可以使用2年以上;
10. 模块化的设备,处理规模可大可小;
11. 由于气态膜设备投资适中、运行成本极低极低,克服了钙离子带来的堵塔问题,气态膜过程不至于像其它脱氨过程那样沦落为伪环保或假环保。