盐城高氨氮废水处理

盐城高氨氮废水处理氨氮是一种营养性污染物，它在水体中的过量存在会对生物及其生存环境造成严重危害。因此，工业废水排放之前的脱氨工作尤为重要。氨氮废水的处理技术［1］主要有: 选择性离子交换法［2］、生物脱氮法［3，4］、吹脱法［5］、折点加氯法［6］、化学沉淀法［7］、催化湿式氧化法［8］、膜法［9］、电渗析法［10］和蒸气气提法［11］等。以上废水氨氮脱除的方法各有优点，也存在一定的缺点和应用局限，如处理成本高，条件控制严格，易造成二次污染等［12］。膜脱氨技术是一种更加有效的接触传质过程，其中有代表性的主要有VMD［13，14］及MA［15，16］等过程。VMD 与MA 脱氨均是膜蒸馏脱氨的2 种形式。VMD 是利用真空技术使膜界面形成氨分压差从而达到脱氨目的; MA 脱氨是利用酸性溶液作吸收剂，其快速的化学反应使界面氨分压差增大明显，具有较高的脱氨效率。

脱氨效率与起始氨氮浓度、温度、真空度、pH、脱氨时间及膜性能等有直接的关系。VMD 过程脱氨效率不高，脱氨后废水难以达到排放或回用标准，但其脱除的氨可回收制成氨水回用于工业生产，从而可以降低含氨废水处理成本。故VMD 可以用于高浓氨氮废水的初步脱氨。

相对VMD 而言，MA 脱氨过程脱氨效率较高，但膜吸收脱氨后形成的硫酸铵、氯化铵等副产物，由于浓度低，pH 值低不能直接作为肥料加以利用，需要解决废吸收液的回收问题。

若将VMD 和MA 结合起来，有望实现高氨氮废水的高效脱氨并解决废吸收液的二次处置难题。本文在实验室规模下对VMD 和MA 脱除水溶液中的氨氮进行了研究，并建立了一套全新的高效处理高氨氮废水的集成膜工艺体系。

含氨废水预先用0. 2 mol /L 的NaOH 溶液调节pH 至10. 5 后引入真空脱氨料液槽中，由真空脱氨循环泵1 泵入PP 脱气膜组件1 的内侧，脱氨后返回料液槽，当脱氨效率达到80% 以上时关闭阀门1 开启阀门2 将VMD 处理后的料液引入MA 吸收槽中。重新调整pH 为10．5 后泵入PP 脱气膜组件2 内侧进行膜吸收脱氨后返回吸收槽，直到脱除效率达到目的值时，开启阀门3，调节pH 为中性后达标外排。酸循环槽内起始浓度为0. 02 mol /L 的稀硫酸吸收剂被泵入PP 脱气膜组件2 的膜外侧，带走过膜氨分子回到酸槽，生成硫酸铵。当稀硫酸吸收剂pH 大于4 时开启阀门5 关闭阀门4，将硫酸铵溶液引入吸收剂缓冲槽，调节至所需pH 后开启阀门6 流入真空脱氨料液循环槽中与含氨废水混合继续脱氨。在脱气膜组件1 中膜另一侧接氨回收真空系统为VMD 工艺提供动力，由膜组件1 脱除的氨被氨接收瓶冷凝接收。

盐城高氨氮废水处理本研究分别对VMD 和MA 实验过程中料液pH和料液进口温度2 个重要操作条件对脱氨率的影响做了分析，并将VMD 技术和MA 技术集成进行高效脱氨，得到如下结论:

(1) VMD 工艺在pH =10．5，T料液= 40℃，v 料液=0．10 m/s，真空度=-90 kPa 操作条件下脱氨率可达85%，MA 工艺在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 条件下脱氨率可达99. 6%。综合经济和效率方面考虑，集成工艺操作参数也设为上述数值。

(2) 在实验涉及的操作条件范围内，料液pH 和进口温度对VMD 脱氨效果的影响较大，提高料液pH 和进口温度可以明显提高VMD 的脱氨效率。MA 实验中，料液pH 对的脱氨效率影响比较显著，料液进口温度的影响不大。

(3) VMD/MA 集成脱氨工艺处理不同浓度高氨氮废水效率可达99. 96% 以上，出水符合污水综合排放标准一级标准。

本集成工艺结合了VMD 和MA 工艺在脱氨实验中的优点，可以回收利用氨并且将硫酸铵废液回流继续脱氨从而解决硫酸铵的二次污染问题。为高浓度氨氮废水的经济有效处理提供了一条全新技术路线。