[發明專利]一種用于氣態膜法處理含氨廢水或料液的吸收劑

有效

• 申請號: 201910299212.7
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN111825189B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 秦英杰;崔東勝;劉立強;蔡騰豪
• 申請（專利權）人: 潔海瑞泉膜技術（天津）有限公司
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/44;C02F101/16
• 代理公司: 北京欣永瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 11450
• 代理人: 張慶敏;王菲

本發明涉及一種用于氣態膜法處理含氨廢水或料液的新型吸收劑及其應用方法。本發明吸收劑主要包括堿金屬的磷酸二氫鹽或磷酸二氫鹽與磷酸氫鹽的混合物、pKa9.25的有機胺的磷酸二氫鹽或磷酸二氫鹽與磷酸氫鹽的混合物。使用該類吸收劑的氣態膜過程可將廢水中的氨氮濃度降低到50mg/L或15mg/L甚至5mg/L以下，吸收劑通過精餾再生循環使用，同時得到高純濃氨水作為副產品。相對于同樣具有可再生功能的磷酸二氫銨/磷酸氫二銨等磷酸銨鹽類吸收劑，本發明吸收劑脫氨效果穩定，易于控制，對設備腐蝕性更低。相對于傳統的精餾或汽提脫氨工藝，本發明氨氮脫除效率更高，且能耗顯著降低。

技術領域

本發明涉及環保及廢水處理方法技術領域，尤其是涉及一種氣態膜應用過程中的吸收劑及其在廢水脫氨領域的應用方法。

背景技術

許多行業包括石化、精細化工、化肥、煤化工、制藥、農藥、有色和稀有金屬冶煉、電子和城市垃圾處理等產生含氨料液或排放含氨廢水，估計全國日排放量在幾百萬噸，其氨濃度在幾十到幾萬毫克/升(mg/L)。廢水中的氨氮是水體富營養化和環境污染的重要物質，易引起水體中藻類和一些微生物在短時間內大量繁殖，同時消耗水中的溶解氧，嚴重影響水質，并導致魚類等水生生物缺氧死亡；氨在硝化細菌的作用下可氧化為具有毒性的亞硝酸鹽及硝酸鹽，直接威脅著人類的健康。隨著國家對環保的日益重視，脫除廢水中的氨氮越來越不可或缺。

目前，最常見的氨氮脫除技術有生物法、吹脫法、汽提法和氣態膜法等。其中生物法占地面積大、低溫時效率低、易受有毒物質影響且運行管理比較麻煩；吹脫法受溫度、pH等多種操作因子的影響，處理一噸含氨廢水需要2000～6000m³空氣的進料量或循環量，這一般需要耗用20～40度電/噸廢水，能耗極大；汽提(或稱之為精餾或蒸餾)過程一般需要向精餾塔釜中的廢水直接通入蒸汽把廢水從室溫左右加熱到操作壓力下水的沸點，廢水經過精餾在塔頂得到的產品是濃縮了幾十倍甚至上百倍的氨水。但是，即使采用了換熱網絡等節能措施，用汽提法處理廢水一般仍需要耗用0.12～0.18噸蒸汽/噸廢水。氣態膜法脫氨裝置相當于把傳統解析塔與化學吸收塔微觀上合二為一，同時克服了霧沫夾帶、溝流、液泛、返混等缺點，并具有高效、設備簡單、投資少、能耗低、無二次污染等優點，已得到了廣泛研究并實現工業化應用。

目前，氣態膜法脫氨過程中主要以硫酸、鹽酸、硝酸等作為吸收劑并得到硫酸銨、氯化銨、硝酸銨等副產品。然而銨鹽的市場價格不高，銷路也是一個很大的問題，因此在許多處理氨氮廢水的場合，銨鹽并非是理想的回收產品。有些企業自身可以完全回用從廢水中以濃氨水形式回收的氨氮，如濕法冶金、抗生素生產；或者企業可以就近外銷濃氨水甚至液氨，因此企業希望處理氨氮廢水后的副產品是一定濃度和純度的氨水，此時使用常規的吸收劑已不能滿足要求。專利ZL201310217487發明了一種吸收液可再生且副產濃氨水的氣態膜工藝，該工藝利用pH值為4.0～6.0的磷酸二氫銨溶液作為吸收劑，從廢水或料液中吸收氨氮后轉變為pH值為8.0～10.0的磷酸氫二銨和磷酸二氫銨甚至是和磷酸銨混合的吸收完成液，吸收完成液通過精餾再生，同時在精餾塔頂回收得到5～15％的濃氨水副產物。但吸收完成液的精餾再生需要在高壓高溫條件下進行，此時，作為吸收液主要成分的磷酸二氫銨在精餾塔的高溫操作條件下易進一步深度分解生成磷酸，不但對設備腐蝕性極大，且使得反應終點難于控制。因此，如何解決這些問題，成為該氣態膜法脫氨工藝工業化實施的關鍵。

發明內容

為了克服現有廢水脫氨技術的不足之處，本發明提供一種用于氣態膜法處理含氨廢水或料液的新型吸收劑，使用該類吸收劑，可以將廢水或料液中氨氮含量處理至50mg/L或15mg/L甚至5mg/L以下。吸收劑可以通過精餾等高溫過程再生后循環使用，同時得到高濃度的氨水副產品。該吸收劑的精餾再生過程不發生磷酸二氫鹽的深度水解副反應，易于控制，對設備的腐蝕性小。

為了實現上述目的，本發明提供的用于氣態膜法處理含氨廢水或料液的新型吸收劑的主要成分是：堿金屬的磷酸二氫鹽、或堿金屬的磷酸二氫鹽與磷酸氫鹽的混合物、或pKa9.25的有機胺的磷酸二氫鹽、或pKa9.25的有機胺的磷酸二氫鹽與磷酸氫鹽的混合物。