[發明專利]一種用集成膜技術處理硝酸銨廢水的裝置

無效

• 申請號: 201310298729.7
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN104291502A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王方;王明亞;王明太
• 申請（專利權）人: 蘇州華清水處理技術有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/44
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于廢水處理設備領域，具體涉及一種用集成膜技術處理硝酸銨廢水的裝置。

背景技術

目前處理硝酸銨廢水主要有以下幾種：吹脫法、生化法、離子交換法和電滲析法等。吹脫法則需要加化學藥劑調節pH值，且吹脫后廢水中銨鹽殘留量過高，還有對大氣的二次污染等問題。生化法是將廢水收集至生化池中，用細菌將銨鹽分解，最后形成氮氣。在生化反應過程中，需要加入碳源和菌種，并且當水中銨鹽濃度稍高，即氨氮達到500mg/L時，菌種就會死亡，無法進行生化反應。離子交換法是用離子交換樹脂吸附硝酸銨，但再生操作頻繁，還要處理清洗水，不太方便。電滲析法能將廢水中的大部分硝酸銨回收，但是處理后，水中殘留的氨氮濃度還太高，不能達到2011年頒布國家環保要求的水中氨氮10mg/L和總氮≤30mg/L的指標。既不能排放也無法回用，給生產企業造成了很大的困擾。

電滲析是在脫鹽領域使用了幾十年的老技術，不少研究者發現電滲析器在水中離子少的情況下，會在離子交換膜間發生水解離反應，水解離成H⁺和OH^—離子，用來補充水中的離子，它們成為電荷的載體，這種反應稱之為極化反應。電滲析器極化反應發生后，會消耗大量的電能，導致電滲析器的工作效率降低，出水水質下降，耗能增加，因此一般電滲析器制得純水的電導率不高，因此現在脫鹽領域內電滲析技術已逐步被反滲透技術所取代。但在處理硝酸銨廢水的領域內，電滲析技術與其他方法相比仍然占絕對優勢。

電滲析技術處理廢水時，在多級串聯的電滲析器末段，由于水中的大部分硝酸銨，即導電離子已經被脫除，水中導電離子很少，就極易發生極化反應。這樣使得水中的硝酸銨脫除不完全，不能達到國家環保要求，另外電滲析器膜的密封手段較簡單，主要靠膜與膜之間的彈性密封，工作一段時間后，不同膜收縮膨脹不均勻，導致電滲析器膜堆變形，膜間串水，濃水室溶液串流到淡水室溶液，使出水水質變差，這些都是其難以克服的缺點。

反滲透是近幾十年內發展起來的膜分離技術，已在海水和苦咸水淡化、大型鍋爐補給水處理方面得到廣泛應用，也用于乳品和果汁及生物和生化制劑的分離和濃縮方面，以及飲用水和高純水的制備方面。近年來反滲透技術也在廢水處理領域內得到應用，但有人嘗試將反滲透技術應用于硝酸銨廢水處理時，發現反滲透膜對硝酸銨的透過率很高。據文獻介紹，反滲透膜對NH₄⁺離子的去除率為70～90%，對NO₃^—離子的去除率為50～75%。也就是說反滲透膜對NH₄⁺離子的透過率10～30%，對NO₃^—離子的透過率為25～50%。這與反滲透膜對NaCl的去除率為99%相比，這給要實現全部脫除硝酸銨的廢水處理的工程帶來很大的困難，使得我國至今沒有反滲透應用于處理硝酸銨廢水的先例。

我國發明專利ZL200910177557.1公開了一種回收氨氮廢水用的電去離子方法及裝置，回收硝酸銨廢水的工程實例表明，電去離子裝置更適應于較低濃度的硝酸銨廢水處理，而在高濃度硝酸銨廢水濃縮方面，從濃縮效果看，反滲透技術較適合。

另外，目前電滲析技術處理硝酸銨廢水時，其預處理工藝中過濾采用纖維棒過濾，可除去大于5μm的顆粒物，其過濾精度有待于進一步提高。在治理硝酸銨廢水領域內尚未使用過超濾膜工藝處理。

預處理中采用酸堿中和調節溶液pH值到6.5～7左右。酸堿中和也有調節操作復雜和增大廢水中硝酸銨濃度的缺陷。

發明內容

為了解決現有技術高濃度硝酸銨廢水處理時的濃縮效果不好，過濾精度低等問題，本發明提出了一種用集成膜技術處理硝酸銨廢水的裝置，該裝置由超濾膜組件、反滲透膜組件、脫氣膜組件和電去離子膜組件所組成；超濾膜組件由連續操作的中空纖維膜超濾器或管式膜超濾器而成；反滲透膜組件由低壓總括反滲透器、低壓淡水反滲透器和高壓濃水反滲透器而成；脫氣膜組件由脫氣膜部分、稀硝酸吸收部分和硝酸銨飽和液回送部分而成；電去離子膜組件由1級或多級串聯的電去離子器而成；從而實現硝酸銨廢水的脫鹽處理，將廢水變為脫鹽水，供鍋爐或生產工藝使用，回收濃水回送至硝酸銨母液，再經蒸發結晶，得到硝酸銨固體產品。

所述的電去離子器的電極水由電去離子器下部進入，上部流出，構成獨立的極水管路；

所述的電去離子器是由離子交換膜隔開的，呈相應交替排列的濃、淡水室組成；