膜接触器脱氨技术应用探讨

膜接触器脱氨技术应用探讨

居晓峰

身份证：320522198602142417

本文全面探讨了膜接触器技术在工业废水处理中的应用，特别是在高浓度氨氮废水处理领域的显著优势。通过分析膜接触器技术的工作原理、经济效益、环境友好性、灵活性和适应性，本文展示了该技术如何成为解决工业废水处理问题的有效工具，并为实现工业生产的环境可持续性提供了重要支撑。

关键词：膜接触器 脱氨

1 引言

工业生产过程中会产生高浓度氨氮废水。如何解决液氨整理设备高浓度氨氮废水的达标排 放问题，成为企业引进液氨整理设备的首要问题[1]。膜接触器技术，作为一种创新的工业废水处理方法，已在环保科技界引起广泛关注。其核心优势在于能够高效且环保地处理含有高浓度氨氮的废水，解决了传统废水处理技术难以克服的挑战。本文旨在详细探讨膜接触器技术在不同工业场景中的应用，特别是在湿法冶金行业、蒸发冷凝水处理、煤化工废水处理以及高COD废水处理中的应用，并通过具体案例分析其效果和优势。

膜接触器技术具有显著的经济效益。与传统的废水处理技术相比，膜接触器不仅减少了对化学试剂的依赖，降低了运行成本，而且由于其较小的占地面积，还大大减少了所需的空间。此外，该技术的维护成本相对较低，长期运行中的稳定性和可靠性进一步降低了总体运营费用。另一个不容忽视的优点是膜接触器技术的环境友好性。在传统的氨氮去除过程中，常常伴随着高能耗和潜在的二次污染风险。膜接触器技术则通过物理分离方法，有效避免了这些问题。它不仅节能环保，而且减少了对环境的负担，符合当今社会对可持续发展和环保的追求。此外，膜接触器技术的灵活性和适应性也是其重要优势之一。它可以根据不同的工业废水特性进行定制化设计，从而满足各种不同行业和不同规模工厂的需求。无论是小规模的实验室级应用，还是大规模的工业生产，膜接触器技术都能提供有效的解决方案。

2膜接触器脱氨应用探讨

膜接触器脱氨技术目前已在多种技术场合得到了广泛的运用，下文将列举其中几个主要的技术应用方向。

2.1湿法冶金行业废水脱氨技术

在诸如有色金属冶炼、新兴材料制造（例如锂电池和微电子产品）、稀土加工、印制电路板(PCB)生产、催化剂制备、无机化工产品生产及脱硫过程中产生的废水处理上，湿法冶金行业特别适合应用膜接触器脱氨技术。这类废水的主要特征包括氨氮含量波动大（50至10000ppm），而化学需氧量（COD）相对较低（通常仅为30至50ppm）。pH值范围广泛（1至13），悬浮固体含量较低。针对这些特点膜接触器脱氨表现出了高效和经济的优势[2]。

相比传统的蒸氨工艺，膜接触器脱氨在某些情况下仅需蒸氨工艺的15%投资和20%运行费用。尤其是在处理量小于5吨/小时或氨氮浓度低于3000ppm的情况下，其经济性更是显著。前处理过程简单，如采用压滤机、袋式过滤器或沙滤等，进一步降低了成本。由于废水主要为清洗水，污染物较为单一，使得物料平衡简化，系统设计更为便捷。此外，膜接触器系统由于受影响因素较少，因而具有高性能和长寿命。

2.2蒸发冷凝水废水的脱氨应用

蒸发冷凝水废水的脱氨应用主要涉及化肥、农药、石油化工、印染、生物化工、精细化工等行业，这些行业常涉及蒸发浓缩或蒸发结晶工艺。这类废水的氨氮含量一般为中等水平（800至2000ppm），COD含量波动较大（200至10000ppm），偏碱性pH值，温度较高，悬浮物含量低。膜接触器脱氨在这类废水处理中表现出显著的经济性，尤其是在没有合适的传统处理工艺的情况下。由于加碱量少，无需加热，成本大大降低。同时，与传统的蒸发器相比，膜接触器的投资成本低，且可采用成本更低的不锈钢材料。尽管COD对膜的寿命影响需进行特殊评估，但由于系统设计简单且水质单一，使得系统整体性能高效。

2.3煤化工废水的脱氨技术

在焦化、新型煤化工、化肥（尤其是氮肥）等行业的废水处理中，膜接触器脱氨技术的应用需谨慎评估。这类废水中的氨氮含量较高（600至3000ppm），COD含量也较高（1000至6000ppm），pH值偏碱性，含有一定量的悬浮物。虽然传统工艺多采用蒸氨方法，但由于原水中其他污染物对膜寿命的影响，膜接触器脱氨的前处理需更加严格，经济性亦需评估。一般情况下，如果采用超滤作为前处理，并且膜寿命能达到2年，则经济性仍然良好。但由于煤化工废水处理工艺复杂，污染物种类多，处理流程长，因此膜脱氨如何替代蒸氨工艺，以及如何处理产生的铵盐母液，需要综合考虑。此外，大规模工业化生产的高性能要求也意味着需要高水平的设计技术和丰富的工程经验。

2.4高COD废水的脱氨处理

在精细化工、制药、垃圾渗滤液等行业中，高COD废水的脱氨处理也是一项挑战。这类废水中氨氮含量极高（1000至20000ppm），COD含量同样很高（20000至30000ppm）。

对于这类废水，膜接触器脱氨的经济性和技术可行性均需要综合评估。通常情况下，不能仅考虑脱氨本身，而需要提供一个全面的解决方案。由于水质复杂，膜的选择和系统设计需格外谨慎，以确保效率和经济性。

3膜接触器脱氨实际案例

本文接下来将结合实际案例，分析探讨膜接触器技术在实际应用中的优势和面临的挑战。

3.1 案例一：先进过硫酸盐废水脱氨处理系统

本项目业主为河南某企业。在过硫酸盐的生产过程中，产生的废水中含有极高浓度的氨氮，超过10000mg/L。为了满足环保标准，这些废水必须经过处理，将氨氮含量降低至10mg/L以下才能排放。由于废水中氨氮含量高，且水质单一，传统的生化处理方法不适用。同时，考虑到对能源消耗的严格要求，传统的吹脱塔和蒸氨塔等脱氨技术也不适用。

该系统专为处理过硫酸盐生产过程中产生的废水而设计。过硫酸盐在工业中广泛应用，如作为聚合反应的引发剂、纺织行业的脱浆剂，以及作为金属和半导体材料的表面处理剂和电路板蚀刻剂。由于废水中含有过硫酸盐，这给脱氨处理带来了挑战，因为常规脱氨膜在这种氧化性环境中无法稳定运行。该项目自2017年初投入运行以来，整体运行状况良好。期间曾出现一次由酸性有机物引起的膜渗透风险，但得益于有效的预防机制，及时避免了可能的重大透水事故，并为生产调整提供了及时的预警。此外，该系统不仅能够稳定达到设计指标，且膜性能保持稳定。有趣的是，该系统还能生成纯净的铵盐副产品，这不仅减少了废物，而且还创造了额外的收入来源。

3.2案例二：水杨酸生产线废水中氨氮的高效去除

本案例业主为江苏某制药企业，一家中外合资的精细化工企业，专注于水杨酸系列原料药的生产。在水杨酸的制造过程中，产生的蒸发冷凝废水含有较高浓度的氨氮（8000-9000mg/L）。需满足园区污水厂的严格排放标准（≤45mg/L）。原水首先通过过滤系统去除大颗粒杂质，经过加碱处理，调整pH值，之后。精密过滤器进一步去除微小颗粒。经过脱氨膜处理，有效降低水中氨氮含量。产水达标后排放。同时，系统还包括浓铵盐的多效蒸发处理环节，以回收资源。考虑到废水量较小但氨氮含量高，为满足排放标准，本系统采用了四级串联、每级两支并联的循环脱氨方式。这种设计旨在减少膜的数量，提高系统效率和经济性，同时保证出水质量符合严格的环保要求。通过这个项目，江苏某制药企业成功实现了水杨酸生产线废水中氨氮的高效去除，不仅符合环保排放标准，还通过副产品的回收降低了整体运营成本。

3.3 案例三：高效电厂凝结水精处理再生废水氨回收系统

本案例业主为海外某发电厂。在火力发电厂中，凝结水精处理系统对经过汽轮机的蒸汽冷凝液进行过滤和除盐，主要目的是去除为防止设备腐蚀而添加的氨（铵离子）。这一过程产生的再生废水含有高浓度的氨氮。目前，常规的处理方法是将所有凝结水精处理再生系统的废水送入中和池，经pH调节后排入工业废水系统。这一做法不仅增加了工业废水处理的难度，同时也提高了运行成本，且无法回收利用氨氮。在火电凝结水精处理系统中，由于再生废水中氨氮含量高达10000mg/L以上，传统的处理方法不仅增加了工业废水处理难度，还提高了处理成本。而且，高浓度的氨氮和盐分含量使得生化处理方法不适用，而且处理后的氨氮无法被回收利用。本项目针对凝结水精处理再生废水的特点，采用了脱气膜系统处理技术。该系统能够将氨氮含量有效降低至10mg/L以下，满足直接排放标准。由于氨氮处理要求高且水量较小，传统的吹脱塔和蒸氨塔等工艺不适用。通过膜接触器的应用，不仅大幅降低了凝结水精处理再生废水的氨氮含量，还优化了整个废水处理流程，减少了工业废水处理的负担和成本。同时，该系统的应用对于促进电厂的节能  减排工作具有重要意义。

4 总结

本文探索了膜接触器技术在工业废水处理领域的应用及其显著优势。这项技术的引入，特别是在火力发电厂的凝结水精处理再生废水处理中，展示了如何有效解决传统废水处理面临的高浓度氨氮处理难题。通过物理分离的方法，膜接触器技术不仅实现了高效去除水中的氨氮，还符合严格的环保排放标准，同时减少了对化学试剂的依赖和总体运行成本。膜接触器技术的另一个显著特点是其环境友好性。与传统方法相比，它在节约能源、减少空间占用以及降低二次污染风险方面表现出色。这些优点不仅降低了工业废水处理的环境和经济负担，而且促进了可持续发展和环境保护的目标。此外，膜接触器技术的灵活性和适应性使其能够满足不同行业和规模工厂的特定需求。从小规模实验室应用到大规模工业生产，这项技术都能提供有效的解决方案。

综上所述，膜接触器技术不仅代表了工业废水处理技术的重大进步，而且是对现代工业环境挑战的有效应对。它的应用在提升废水处理效率的同时，还为实现工业生产的环境可持续性提供了重要支撑，展现了现代工业技术与环境保护相结合的明显趋势。

参考文献：

[1]吕志园,来东奇,张智鹏.膜接触器应用于液氨整理废水处理工程实例[J].印染,2019,45(05):39-40+45.

[2]王建黎,徐又一,徐志康等.膜接触器从高浓度含氨废水中脱氨的试验研究[J].环境化学,2001,(06):595-599.