高效节能气态膜分离过程用于垃圾渗滤液氨氮脱除回收工程案例介绍.pdf

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1、高效节能气态膜分离过程用高效节能气态膜分离过程用于垃圾渗滤液氨氮脱除于垃圾渗滤液氨氮脱除/回回收工程案例收工程案例介绍介绍天津大学化工学院天津大学化工学院 外籍教授、博士生导师外籍教授、博士生导师洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司 董事长董事长 杭州杭州 2023.2.252023.2.25秦英杰秦英杰 博士博士1234氨氮废水治理需求气态膜法脱氨技术简介洁海瑞泉气态膜技术优势气态膜分离工程应用案例目录 众多行业产生氨氮废水：众多行业产生氨氮废水：工业、农业、城市污水等工业、农业、城市污水等 氨氮浓度范围广氨氮浓度范围广 氨氮废水排放量大氨氮废水排放量大我国氨氮废水量

2、大面广大气污染：氮氧化物，氮氧化物，光化学烟雾，光化学烟雾，PM2.5，阴霾源头。阴霾源头。氨氮废水资源化、达标治理，是政府、环保工作者、企业用户的共同诉求。1.氨氮废水治理需求水体污染：水质发黑水质发黑发臭，水体富营养化，发臭，水体富营养化，抑制生物活性。抑制生物活性。1.氨氮废水治理需求高嗅觉敏感性高嗅觉敏感性：刺激性恶臭，嗅觉刺激性恶臭，嗅觉阈值阈值0.7mg/m3高挥发性高挥发性：0-5%稀氨水的气稀氨水的气液平衡符合亨利定液平衡符合亨利定律，律，室温下室温下氨氨/水的水的相对挥发度为相对挥发度为36毒性毒性：对人体的眼、鼻、对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用喉等有刺激作用高络合性高络合性

3、：与银、铜、镍、钴、与银、铜、镍、钴、锰、锌、铬、镉等锰、锌、铬、镉等重金属离子形成可重金属离子形成可溶性络合物溶性络合物高水溶性高水溶性：常温常压下，氨水常温常压下，氨水溶解度可达溶解度可达32%弱碱性弱碱性：NH4+NH3+H+其解离常数其解离常数pKa=9.25氨的物理化学生物特性氨的物理化学生物特性1.氨氮废水治理需求目前有目前有13项可规模化应用的废水脱氨技术，各有利弊：项可规模化应用的废水脱氨技术，各有利弊：-生化生化 -精馏（蒸馏、汽提）精馏（蒸馏、汽提）-吹脱（解吸、气提）吹脱（解吸、气提）-氧化氧化 -离子交换离子交换 -沸石吸附沸石吸附 -鸟粪石沉淀鸟粪石沉淀 -电渗析电渗

4、析 -反渗透反渗透 -纳滤纳滤 -多效蒸发、多级闪蒸多效蒸发、多级闪蒸 -厌氧氨氧化厌氧氨氧化 -气态膜分离气态膜分离亟需节能、高效、经济、可规模化应用的废水脱氨技术亟需节能、高效、经济、可规模化应用的废水脱氨技术 物耗高、物耗高、能耗高能耗高2.气态膜法脱氨技术简介支撑气膜、透膜解吸支撑气膜、透膜解吸-吸收、液吸收、液-液膜吸收液膜吸收膜解吸、膜吸收、膜解吸、膜吸收、气膜、脱气膜、脱氨膜气膜、脱气膜、脱氨膜特征：疏水微孔膜两侧分别流过含氨废水和酸性吸收液（膜壁微孔特征：疏水微孔膜两侧分别流过含氨废水和酸性吸收液（膜壁微孔充满气体），以膜两侧氨分压差为驱动力，解吸和化学吸收同时发充满气体），以

5、膜两侧氨分压差为驱动力，解吸和化学吸收同时发生。生。含氨料液含氨料液脱氨后溶液脱氨后溶液H2SO4溶液溶液(NH4)2SO4名不正言不顺2.气态膜法脱氨技术简介-特点气提塔气提塔+化学吸收塔化学吸收塔,或汽提塔或汽提塔+中和反应器的中和反应器的微观组合微观组合直接推动力直接推动力：自发的酸碱中和反应或氧化还原反应：自发的酸碱中和反应或氧化还原反应同一设备同一设备同时实现同时实现挥发性物质的分离（脱除）与富集挥发性物质的分离（脱除）与富集膜吸收侧游离挥发性物质的饱和蒸汽压严格为零，提膜吸收侧游离挥发性物质的饱和蒸汽压严格为零，提供供最大传质推动力最大传质推动力汽液传质界面大，汽液传质界面大，传质

6、效率高传质效率高近常压操作，操作条件温和，近常压操作，操作条件温和，操作费用低操作费用低疏水膜材料建造，无腐蚀，疏水膜材料建造，无腐蚀，操作性能稳定操作性能稳定2.气态膜法脱氨技术简介-数学模型具体过程详见文献：Qin Y J,Cabral JMS,Lumen mass transfer in hollow-fiber membrane processes with constant external resistances.AIChE Journal,1997.43(8):19751988.中空纤维微孔疏水膜脱氨过程传质数学模型中空纤维微孔疏水膜脱氨过程传质数学模型 ln(C0/C1)=KS