上海氨氮廢水處理設備 總氨氮數據把控

上海氨氮廢水處理設備  總氨氮數據把控

現代膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過(guò)半透膜時(shí)，實(shí)現選擇性分離的技術(shù)，半透膜又稱(chēng)分離膜或濾膜，是一種固定的膜組件，通常由特定的膜材料加工而成，膜壁布滿(mǎn)小孔，根據孔徑大小可以分為：微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等，這種固態(tài)膜分離過(guò)程通常采用錯流過(guò)濾或死端過(guò)濾方式。

　　膜分離是在20世紀初出現，20世紀60年代后迅速崛起的一門(mén)分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環(huán)保、分子級過(guò)濾及過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)單、易于控制等特征，因此，已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，已成為當今分離科學(xué)中最重要的手段之一。

　　液膜分離也是一種有效的工業(yè)化分離技術(shù)，同樣屬于物理分離過(guò)程，也屬于現代膜分離技術(shù)的一種。

　　但液膜分離不采用固定的膜組件，而是模擬生物膜的結構，利用選擇性透過(guò)原理，以膜兩側溶質(zhì)的化學(xué)濃度差為傳質(zhì)推動(dòng)力,使料液中待分離溶質(zhì)在膜內相富集濃縮來(lái)分離待分離物質(zhì)。分離過(guò)程依托的液膜通常由膜溶劑、表面活性劑和流動(dòng)載體組成。

　　我們可以看出，無(wú)論是采用固定膜組件完成的固膜分離過(guò)程，還是由膜溶劑、表面活性劑和流動(dòng)載體構成液膜后完成的液膜分離過(guò)程，其傳質(zhì)過(guò)程都是借助于相對穩定的傳質(zhì)膜界面完成的，我們可視之為靜態(tài)膜。此類(lèi)靜態(tài)膜的傳質(zhì)過(guò)程都必須消耗外加機械動(dòng)力或化學(xué)力才能完成，因此項目投資與處理成本相對較高。

　　經(jīng)現有研究和工業(yè)實(shí)踐表明，還有另外一種特殊的液膜分離技術(shù)，我們稱(chēng)之為動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)，既不需要固定的膜組件，亦不是利用特定液膜的選擇性透過(guò)原理，而是利用溶質(zhì)在氣液兩相間的濃度差為傳質(zhì)推動(dòng)力，利用溶質(zhì)分子在兩相間的相平衡原理為推動(dòng)力，使兩相間的有效傳質(zhì)面積、傳質(zhì)推動(dòng)力和傳質(zhì)速率，促使液相中的溶質(zhì)快速向氣相轉移，從而達到預期的傳質(zhì)效果。

　　因為動(dòng)態(tài)膜分離為純物理方法，而且可以在常溫下操作，設備結構簡(jiǎn)單、適用性強運行成本低，加上傳質(zhì)效率又遠高于傳統設備，所以特別適用于各類(lèi)吸收與解吸過(guò)程。工業(yè)實(shí)踐證明，用于環(huán)保領(lǐng)域的高氨氮污水處理，尤其是高于2000mg/L的特高氨氮污水處理，有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢與經(jīng)濟效益。

　　一.動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)及其工作原理

　　1.1旋轉泡沫動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)及其工作原理

　　此類(lèi)液膜分離的傳質(zhì)過(guò)程原理與一般的氣液相平衡過(guò)程*一樣，只不過(guò)其相應的液相已更換為液膜。由于這種液膜是不穩定的，在正常操作時(shí)會(huì )不斷更新，相互接觸的氣液兩相也會(huì )不斷變換，從而使相平衡關(guān)系也在不斷改變。如下圖所示：　　這種在特定環(huán)境下形成的氣泡層，液相L依然是連續相，氣泡層內被包裹的氣相V是分散相。氣泡的內、外表面即氣液相傳質(zhì)的相界面。兩相接觸時(shí)，氣泡膜的內外表面上隨即發(fā)生相平衡的物質(zhì)轉移，并完成液膜傳質(zhì)過(guò)程。因為氣泡層內氣泡的直徑較小，因此兩相之間的傳質(zhì)距離極短,氣泡的數量巨大，氣泡層的更新頻率較高，從而使我們可以在一定時(shí)間內獲得遠高于傳統氣液傳質(zhì)設備的比表面積和傳質(zhì)速率，大幅度提高設備的傳質(zhì)效率。

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　　實(shí)測數據表明，氣泡層內氣泡直徑約為2~8mm，氣泡層的更新頻率約為35~45次時(shí)，我們可獲得的氣液相動(dòng)態(tài)傳質(zhì)面積可達到24200m2/m3.h，污水中氨氮的吹脫速率可達到53.1g/m3.h，遠遠高于傳統的汽提與吹脫等傳質(zhì)設備，而且在常溫下即可進(jìn)行，可大幅度減少裝置的能源消耗與污水的處理成本。

　　實(shí)際工程應用的動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離裝置由波管、尾氣管、循環(huán)槽、風(fēng)機和循環(huán)泵等

　　五個(gè)主要部分構成。污水通過(guò)循環(huán)泵送至波管，與進(jìn)入波管的高速氣流直接接觸，在液相流體的作用下而被分散、扭轉和壓縮，形成相對穩定的氣泡。當兩相動(dòng)量達到平衡時(shí)，便會(huì )在波管內形成一段由大量微細泡沫構成、高度湍動(dòng)的駐波區，即動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離區。 

　　正常工作時(shí)，動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離裝置的氣相由風(fēng)機送入，液相由循環(huán)泵送入。尾氣管承擔尾氣凈化任務(wù)，循環(huán)槽承擔氣液固三相。根據污水處理用戶(hù)的項目現場(chǎng)和實(shí)際水質(zhì)狀況、污水水量和處

　　理要求，裝置可設計為不同規格尺寸、不同級數，以及不同安裝形式的工藝系統。以滿(mǎn)足不同行業(yè)各類(lèi)不同污水處理量、不同氨氮濃度和處理要求的高氨氮污水處理需求。

　　動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離技術(shù)與設備，在化學(xué)工程領(lǐng)域屬于一種全新的傳質(zhì)單元操作，其傳質(zhì)原理依然是氣液相平衡，但所依賴(lài)的傳質(zhì)設備，和傳統的板式塔、填料塔、鼓泡塔、噴淋塔和轉盤(pán)塔*不同，主要借助于駐波層的泡沫完成兩相傳質(zhì)，借助于特定的動(dòng)態(tài)液膜傳質(zhì)，不僅可獲得很高的動(dòng)態(tài)傳質(zhì)比表面積，亦可獲得很高的傳質(zhì)推動(dòng)力，從而有*的傳質(zhì)效率。該技術(shù)可以應用于氣液兩相，甚至氣液固三相間的各類(lèi)吸收、解吸與反應過(guò)程。在環(huán)境工程領(lǐng)域則可應用于各種大氣污染的治理和各行業(yè)排放的高難度污水處理。

　　1.2動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離法常溫脫氨的技術(shù)優(yōu)勢

　　目前，高鹽、高CODcr、高氨氮是各行業(yè)污水處理的最大難題。工業(yè)實(shí)踐表明，采用動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離法可進(jìn)行常溫脫氮，而且是純物理法，不需要借助于任何化學(xué)試劑，即可在常溫下將任意高濃度的高氨氮污水直接處理至200mg/L以下。而且，項目投資與污水處理成本均遠低于蒸餾、汽提和大氣量吹脫等傳統工藝。

　　工業(yè)實(shí)踐還表明，在高氨氮污水，尤其是特高氨氮(2000mg/L以上)污水處理領(lǐng)域，采用動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離法進(jìn)行常溫脫氮，至少有以下明顯技術(shù)與經(jīng)濟優(yōu)勢：

　　(1)純物理法處理，無(wú)須添加任何化學(xué)試劑，對后續生化系統無(wú)任何影響;

　　(2)常溫、常壓操作，不需任何加壓、加熱等特殊輔助設備，能耗低,適用性強;

　　(3)裝置沒(méi)有塔板，也沒(méi)有填料，不怕結垢與堵塞;

　　(4)對進(jìn)口廢水氨氮、CODcr和鹽含量均無(wú)上限限制，特別適用于高難度工業(yè)污水處理;

　　(5)裝置內部無(wú)任何活動(dòng)部件和特殊內構件，設備運行穩定，后期維護簡(jiǎn)單;

　　(6)自帶尾氣凈化裝置，氣相可閉路全循環(huán)操作，實(shí)現系統無(wú)尾氣排放;

　　(7)易被吹脫的氨可以循環(huán)利用，亦可加工成各種期望的氨產(chǎn)品;

　　(8)系統獨立運行能力強，易與其他污水處理工藝組合使用，實(shí)現達標排放;

　　(9)設備具有三相反應與分離的功能，允許液相帶固操作，對污水的適應能力強;

　　(10)節能降耗明顯，技術(shù)含量高，可大幅度降低項目投資與污水處理成本。

　　動(dòng)態(tài)膜旋轉泡沫分離技術(shù)作為一種新的單元操作過(guò)程，項目工程實(shí)踐還表明，不僅應用于高氨氮污水處理領(lǐng)域有較高的技術(shù)優(yōu)勢與經(jīng)濟效益，應用于工業(yè)尾氣處理和餐飲油煙的凈化處理，以及鍋爐煙氣的脫硫脫硝與除塵，亦有一定的技術(shù)優(yōu)勢與經(jīng)濟效益。