PTFE中空纤维膜法处理氨氮废水技术

1、技术介绍

氨氮是造成水体富营养化、水体黑臭和环境污染的重要污染源，氨氮污染主要产生于化工废水、化肥废水、稀土废水、有色金属冶炼废水、农药废水、制药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、养殖废水、味精废水等，废水中氨氮浓度极高（500 mg/L以上，甚至达到几千mg/L）。目前主要的脱氮技术有生物法、气提吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、离子交换法、反渗透法等，但存在氨氮处理浓度受限、投资高、运行成本大、占地面积大、操作复杂等问题，运用受到限制，亟需开发新的氨氮废水解决方案，PTFE中空纤维膜法应运而生。

PTFE中空纤维膜法脱氨技术是一种将物理或化学吸收和膜分离相结合的一种新型高效脱氨技术。首先，在氨氮废水中加入一定量的碱液调节pH值，氨氮在水中存在着离解平衡（NH4++OH-?NH3↑+H2O），随pH升高，氨在水中发生解离，当pH高于11时，废水中98%的氨解离成游离态的NH3。调节pH值后的氨氮废水和稀硫酸吸收液分别进入膜接触器的管程和壳程，由于废水中氨已经解离成NH3，NH3会逐渐从气液界面挥发出来，扩散透过疏水多孔PTFE膜的膜孔进入稀硫酸中被吸收。

图1：膜吸收过程简图

2、技术特点

PTFE中空纤维膜法适用于去除料液或料气中氨氮或其它反应性挥发性化合物，该技术具有以下特点：

1、吹脱塔+化学吸收塔或汽提塔+中和反应器的微观组合，膜内同时实现挥发性物质的分离与富集，具有高比表面积、高传质推动力，占地小，投资省等优点；

2、污水和吸收剂非直接接触，两相独立控制，无液泛、泡沫夹带；

3、可使用石灰调节废水pH，无结垢堵膜现象，降低操作费用；

4、近常压操作，电能仅用于驱动料液通过膜组件，节电>80%；

5、废水经良好预处理后，操作性能稳定，使用寿命长；

6、模块化设计，线性放大，出水氨氮数值可控，可与生物处理等无缝藕合

7、副产物（硫酸铵、氯化铵、氨水等）浓度和纯度较高，可回用，能有效降低运行成本；

8、全流程封闭，有效避免二次污染。

3、核心产品-PTFE中空纤维膜

膜材料PTFE具有强疏水性，高机械强度，化学性能非常稳定、不溶不熔、抗腐蚀，耐有机溶剂、耐酸碱、抗氧化等特点，如此使PTFE中空纤维膜具有难润湿、可清洗、寿命长等优点，但PTFE材料也同时存在材料成型困难，孔结构不易调节等缺点，世界上只有极少数公司能生产PTFE中空纤维膜，中国科学家成功研发出PTFE中空纤维膜生产工艺并将产品应用于高氨氮废水处理，标志着中国已能规模化生产PTFE中空纤维膜。

表1：不同材料接触角及表面能