稀硝酸作吸收剂的气态膜法回收废水中氨氮

利用稀硝酸作吸收剂研究了基于聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜的气态膜分离过程用于脱除/回收废水中氨氮并制取硝酸铵的可行性和长期操作稳定性。在相同的操作条件下对用PTFE、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)制得的3种膜接触器的除氨性能进行了系统的比较,并研究了料液进口浓度、流速、温度条件对3种膜接触器传质性能的影响。实验数据表明中空纤维膜内径和壁厚是影响传质过程的最主要因素,且总传质系数K、膜侧传质系数kM、管程液相传质系数kL均随温度的升高而显著增加。室温下长期实验结果显示:PVDF膜运行7 d后发生严重泄漏,PP膜稳定运行20 d后传质系数显著下降,PTFE膜运行30 d时性能仍然保持稳定。表明具有良好耐硝酸氧化性的PTFE膜为气态膜法脱除/回收废水(或化工料液)中氨氮并制取硝酸铵的工业化应用提供了基本保障。     

盐酸作吸收剂用于气态膜法从废水中脱除/回收氨氮

考察了盐酸作吸收剂时用气态膜技术从水溶液中脱氨的可行性,鉴于盐酸的挥发性,着重考察了不同料液氨水浓度下气态膜过程可以稳定操作时所对应的吸收液中盐酸的临界浓度。在此基础上,研究了料液氨氮浓度、料液流速、吸收液流速、吸收液盐酸浓度和操作温度等操作参数对膜传质性能的影响,并考察了该工艺的长期操作稳定性。实验结果证明,气态膜脱氨过程可采用一定浓度的稀盐酸溶液作为吸收剂,并可通过向吸收液中不断添加浓盐酸的方式得到浓度为>15%的氯化铵溶液。在料液浓度为2000 mg/L、吸收液盐酸浓度为2%、操作温度为25 ℃的操作条件下,中空纤维膜组件持续稳定运行了650 h以上,总传质系数保持在4.25×10?6 m/s左右。用盐酸作吸收剂时废水中氨氮可脱至15 mg/L以下,符合国家环保标准。这表明采用盐酸作吸收液用气态膜法从废水中脱除回收富集氨氮是可行的。     

可逆气态膜-多效膜蒸馏-精馏过程脱除水相氨氮副产氨水

可逆气态膜-多效膜蒸馏-精馏耦合工艺可用于脱除料液或废水中的氨氮并得到高纯浓氨水。考察了磷酸二氢铵为可逆吸收剂时气态膜法脱氨效果和多效膜蒸馏-精馏法吸收完成液再生效果。实验结果表明:可逆气态膜总传质系数K和单程氨氮脱除率η分别可达13.9 μm·s^-1和97.5%,废水氨氮值可降至5 mg·L^-1以下;吸收完成液经多效膜蒸馏预浓缩后再经精馏再生可同时得到浓度为5%～18%的氨水。该耦合过程电耗极小的同时蒸汽耗量为28~40 kg·m^-3废水,约为单纯精馏过程的1/5。此外气态膜脱氨和多效膜蒸馏预浓缩过程有效地阻止了废水中挥发性杂质进入浓氨水产品。该过程对气态膜和膜蒸馏用微孔疏水膜组件的稳定性要求苛刻,长期操作试验显示聚四氟乙烯膜能够满足此要求。