稀硝酸作吸收劑的氣態(tài)膜法脫除、回收廢水中氨氮的研究.pdf

1、膜解吸、膜吸收和氣態(tài)膜過程(特征為膜壁微孔中的空間為氣相所占據(jù))已經(jīng)用于多種料液或料氣的分離,包括NH3、CO2、SO2、H2S、Br2、I2、HCN、胺、苯酚及某些揮發(fā)性有機(jī)物等的脫除、回收、富集和純化。但在處理含氧化性物質(zhì)的體系(如含有硝酸、溴素、溴酸、次氯酸、氯氣、雙氧水和臭氧等氧化性物質(zhì))時(shí),常用的膜材料如聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)等抗氧化性較差,而聚四氟乙烯(PTFE)具有優(yōu)異的疏水性能和發(fā)達(dá)的孔隙

2、結(jié)構(gòu),在很廣的溫度范圍內(nèi)不受酸堿和氧化劑腐蝕。本研究以氣態(tài)膜法脫氨時(shí)稀硝酸為吸收劑來模擬氧化性環(huán)境,以稀氨水溶液為料液,研究用耐氧化性的PTFE中空纖維膜接觸器脫除并回收廢水中氨氮的可行性和操作穩(wěn)定性。在相同的操作條件下對(duì)用PTFE、PP和PVDF制得的三種膜接觸器的脫氨性能進(jìn)行了系統(tǒng)的比較;并研究了料液流速、酸吸收液流速、溫度、含氨料液進(jìn)口濃度和硝酸吸收液濃度對(duì)三種膜接觸器傳質(zhì)性能的影響。建立了過程傳質(zhì)模型,并利用MATLAB軟件對(duì)膜

3、側(cè)傳質(zhì)系數(shù)kM和管程料液傳質(zhì)系數(shù)kL值進(jìn)行了求解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明中空纖維膜內(nèi)徑和壁厚是影響傳質(zhì)過程的重要因素,且總傳質(zhì)系數(shù)K,kM,kL及脫除率R均隨溫度的升高而顯著增加。室溫下長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:PVDF膜運(yùn)行7天后發(fā)生嚴(yán)重泄漏,PP膜穩(wěn)定運(yùn)行20天后傳質(zhì)系數(shù)顯著下降,PTFE膜運(yùn)行30天時(shí)性能仍然保持穩(wěn)定。
　　使用PTFE中空纖維膜接觸器處理制藥廠廢水時(shí),以含有Fe3+的氧化性的硫酸作為吸收液,大孔樹脂吸附-微濾-超濾預(yù)處理工藝

4、可有效脫除制藥廢水中的浮油、苯乙酸、其它色素物質(zhì)并使COD值明顯下降;再經(jīng)過PTFE中空纖維氣態(tài)膜法脫氨后,廢水中氨氮的脫除率在96％以上;最后通過陽(yáng)離子交換樹脂去除副產(chǎn)物硫酸銨溶液中殘存的鐵離子。搖床實(shí)驗(yàn)表明處理后的水樣中氨氮和副產(chǎn)物中鐵離子對(duì)后續(xù)生化處理的危害及抑制作用基本移除,膜接觸器在處理實(shí)際制藥廢水實(shí)驗(yàn)中連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月未出現(xiàn)泄漏,且傳質(zhì)性能穩(wěn)定。
　　PTFE中空纖維膜接觸器克服了傳統(tǒng)膜接觸器不耐硝酸氧化和使用壽命短的缺