CN102757149A - 多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法 - Google Patents

多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法 Download PDF

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Abstract

多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，它涉及一种处理氨氮废水的方法。本发明为了解决现有处理氨氮废水的方法使废水具有较高的温度导致处理费用高的技术问题。本方法如下：一、调节原水池内氨氮废水的pH值，然后将原水通过1级膜蒸馏组件、2级膜蒸馏组件、n-1级膜蒸馏组件和n级膜蒸馏组件；二、步骤一进行的同时将吸收液池内的酸溶液通过n级膜蒸馏组件、n-1级膜蒸馏组件、2级膜蒸馏组件和1级膜蒸馏组件。本发明方法处理高浓度氨氮废水具有传质速度快，处理效率高，无需提高温度特点，具有较好的应用前景，膜蒸馏工艺采用疏水膜材料，原水和吸收液分别流过膜两侧。

Description

多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理氨氮废水的方法。
背景技术
高浓度氨氮废水的处理是水处理领域的热点问题，高浓度氨氮废水很难采用常规废水生物处理工艺进行处理，常常采用吹脱法等物理化学方法，但其处理效率有限，并要求废水具有较高的温度，同时采用较大的气水比，处理费用相对较高。
发明内容
本发明为了解决现有处理氨氮废水的方法使废水具有较高的温度导致处理费用高的技术问题，提供了一种多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法。
多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法按以下步骤进行：
一、调节一级原水池6-1内氨氮废水的pH值为11～12；
二、将经过步骤一处理的一级原水池6-1内的氨氮废水由一级原水泵8-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的原水入口5-1进入1级膜蒸馏组件1-1，从1级膜蒸馏组件1-1的原水出口2-1出水，原水出口2-1的出水经过二级原水泵10-1进入二级原水池6-2；
三、调节二级原水池6-2内氨氮废水的pH值为11～12；
四、将经过步骤三处理的二级原水池6-2内的氨氮废水由三级原水泵8-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的原水入口5-2进入2级膜蒸馏组件1-2，从2级膜蒸馏组件1-2的原水出口2-2出水，原水出口2-2的出水经过四级原水泵10-2进入(n-1)级原水池6-(n-1)；
五、调节(n-1)级原水池6-(n-1)内氨氮废水的pH值为11～12；
六、将经过步骤五处理的(n-1)级原水池6-(n-1)内的氨氮废水由2(n-1)-1级原水泵8-(n-1)以500L/h～1000L/h的流量通过n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的原水入口5-(n-1)进入n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)，从n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的原水出口2-(n-1)出水，原水出口2-(n-1)的出水经过2(n-1)级原水泵10-(n-1)进入n级原水池6-n；
七、调节n级原水池6-n内氨氮废水的pH值为11～12；
八、将经过步骤七处理的原水池6-n内的氨氮废水由2n-1级原水泵8-n以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件1-n的原水入口5-n进入n级膜蒸馏组件1-n，从n级膜蒸馏组件1-n的原水出口2-n出水，原水出口2-n的出水进入出水池12；
九、步骤二进行的同时将n级吸收液池7-n内的酸溶液由2n级吸收液泵9-n以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件1-n的吸收液入口3-n进入n级膜蒸馏组件1-n，然后从n级膜蒸馏组件1-n的吸收液出口4-n流出，再由2n-1级吸收液泵11-n泵入吸收液池7-(n-1)；
十、吸收液池7-(n-1)内的酸溶液由2(n-1)级吸收液泵(9-(n-1))以500L/h～1000L/h的流量通过n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的吸收液入口3-(n-1)进入n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)，然后从n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的吸收液出口4-(n-1)流出，从吸收液出口4-(n-1)流出的酸溶液再由2(n-1)-1级吸收液泵11-(n-1)泵入吸收液池7-2；
十一、吸收液池7-2内的酸溶液由三级吸收液泵9-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的吸收液入口3-2进入2级膜蒸馏组件1-2，然后从2级膜蒸馏组件1-2的吸收液出口4-2流出，从吸收液出口4-2流出的酸溶液再由二级吸收液泵11-2泵入一级吸收液池7-1；
十二、一级吸收液池7-1内的酸溶液由一级吸收液泵9-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的吸收液入口3-1进入1级膜蒸馏组件1-1，然后从1级膜蒸馏组件1-1的吸收液出口4-1流出，从吸收液出口4-1流出的酸溶液进入吸收液池1；
步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为2％～5％。步骤九中所述的酸溶液为硫酸溶液、磷酸溶液或乙酸溶液。步骤二中所述的1级膜蒸馏组件(1-1)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。步骤四中所述的2级膜蒸馏组件(1-2)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。步骤六中所述的(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。步骤八中所述的n级膜蒸馏组件(1-n)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。
本发明在运行前需要对原水投碱进行pH值调节，使氨氮以易挥发的NH3·H2O形式存在，原水和吸收液(酸溶液)通过循环泵进入膜组件内，原水和吸收液(酸溶液)分别走膜蒸馏组件内膜的两侧，原水中的氨氮在膜表面挥发，以NH3形式透过膜孔，进入吸收液被酸溶液吸收，从而实现氨氮与水的分离，原水首先进入第一级膜组件内进行循环吸收，吸收一定时间后，由导流管引入下一级膜组件内继续循环反应，从而是氨氮更有效的去除，吸收液首先进入最后一级进行循环吸收，由于原水进入最后一级时氨氮浓度较低，吸收较为完全，吸收液循环吸收氨氮后仍剩余大量未反应的酸，因此将吸收液导入前一级膜组件内继续循环吸收，如此循环可以使氨氮更充分的被吸收，同时吸收液得到最大程度的利用。
本发明方法处理高浓度氨氮废水具有传质速度快，处理效率高，无需提高温度特点，具有较好的应用前景，膜蒸馏工艺采用疏水膜材料，原水和吸收液分别流过膜两侧，通过对原水pH值的调节，使氨氮以挥发态形式存在，挥发态氨氮以气相形式透过膜孔，进入吸收液进行吸收，而水不能进入疏水膜孔，从而使氨氮与水得到分离，此工艺处理氨氮废水吸收快，效果好，无需对原水进行加热，占地面积小，操作简单。
附图说明
图1是本发明多级膜蒸馏处理氨氮废水的流程示意图；
图2是实验一多级膜蒸馏处理氨氮废水的流程示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法按以下步骤进行：
一、调节一级原水池6-1内氨氮废水的pH值为11～12；
二、将经过步骤一处理的一级原水池6-1内的氨氮废水由一级原水泵8-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的原水入口5-1进入1级膜蒸馏组件1-1，从1级膜蒸馏组件1-1的原水出口2-1出水，原水出口2-1的出水经过二级原水泵10-1进入二级原水池6-2；
三、调节二级原水池6-2内氨氮废水的pH值为11～12；
四、将经过步骤三处理的二级原水池6-2内的氨氮废水由三级原水泵8-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的原水入口5-2进入2级膜蒸馏组件1-2，从2级膜蒸馏组件1-2的原水出口2-2出水，原水出口2-2的出水经过四级原水泵10-2进入(n-1)级原水池6-(n-1)；
五、调节(n-1)级原水池6-(n-1)内氨氮废水的pH值为11～12；
六、将经过步骤五处理的(n-1)级原水池6-(n-1)内的氨氮废水由2(n-1)-1级原水泵8-(n-1)以500L/h～1000L/h的流量通过n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的原水入口5-(n-1)进入n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)，从n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的原水出口2-(n-1)出水，原水出口2-(n-1)的出水经过(n-1)级(n-1)级2(n-1)级原水泵10-(n-1)进入n级原水池6-n；
七、调节n级原水池6-n内氨氮废水的pH值为11～12；
八、将经过步骤七处理的原水池6-n内的氨氮废水由2n-1级原水泵8-n以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件1-n的原水入口5-n进入n级膜蒸馏组件1-n，从n级膜蒸馏组件1-n的原水出口2-n出水，原水出口2-n的出水进入出水池12；
九、步骤二进行的同时将n级吸收液池7-n内的酸溶液由2n级吸收液泵9-n以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件1-n的吸收液入口3-n进入n级膜蒸馏组件1-n，然后从n级膜蒸馏组件1-n的吸收液出口4-n流出，再由2n-1级吸收液泵11-n泵入吸收液池7-(n-1)；
十、吸收液池7-(n-1)内的酸溶液由2(n-1)级吸收液泵(9-(n-1))以500L/h～1000L/h的流量通过n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的吸收液入口3-(n-1)进入n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)，然后从n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)的吸收液出口4-(n-1)流出，从吸收液出口4-(n-1)流出的酸溶液再由2(n-1)-1级吸收液泵11-(n-1)泵入吸收液池7-2；
十一、吸收液池7-2内的酸溶液由三级吸收液泵9-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的吸收液入口3-2进入2级膜蒸馏组件1-2，然后从2级膜蒸馏组件1-2的吸收液出口4-2流出，从吸收液出口4-2流出的酸溶液再由二级吸收液泵11-2泵入一级吸收液池7-1；
十二、一级吸收液池7-1内的酸溶液由一级吸收液泵9-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的吸收液入口3-1进入1级膜蒸馏组件1-1，然后从1级膜蒸馏组件1-1的吸收液出口4-1流出，从吸收液出口4-1流出的酸溶液进入吸收液池1；
步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为2％～5％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中调节原水池(6-1)内氨氮废水的pH值为11.5。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为3％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为4％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤九中所述的酸溶液为硫酸溶液、磷酸溶液或乙酸溶液。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤二中所述的1级膜蒸馏组件1-1内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤四中所述的2级膜蒸馏组件1-2内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤六中所述的n-1级膜蒸馏组件1-(n-1)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤八中所述的n级膜蒸馏组件1-n内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。其它与具体实施方式一至五之一相同。
采用下述实验验证本发明效果：
实验一：结合图2多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法按以下步骤进行：
一、调节一级原水池6-1内氨氮废水的pH值为11；
二、将经过步骤一处理的一级原水池6-1内的氨氮废水由一级原水泵8-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的原水入口5-1进入1级膜蒸馏组件1-1，从1级膜蒸馏组件1-1的原水出口2-1出水，原水出口2-1的出水经过二级原水泵10-1进入二级原水池6-2；
三、调节二级原水池6-2内氨氮废水的pH值为11；
四、将经过步骤三处理的二级原水池6-2内的氨氮废水由三级原水泵8-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的原水入口5-2进入2级膜蒸馏组件1-2，从2级膜蒸馏组件1-2的原水出口2-2出水，原水出口2-2的出水经过四级原水泵10-2进入二级原水池6-3；
五、调节二级原水池6-3内氨氮废水的pH值为11；
六、将经过步骤五处理的二级原水池6-3内的氨氮废水由五级原水泵8-3以500L/h～1000L/h的流量通过3级膜蒸馏组件1-3的原水入口5-3进入3级膜蒸馏组件1-3，从3级膜蒸馏组件1-3的原水出口2-3出水，原水出口2-3的出水经过六级原水泵10-3进入二级原水池6-4；
七、调节二级原水池6-4内氨氮废水的pH值为11；
八、将经过步骤七处理的二级原水池6-4内的氨氮废水由七级原水泵8-4以500L/h～1000L/h的流量通过4级膜蒸馏组件1-4的原水入口5-4进入4级膜蒸馏组件1-4，从4级膜蒸馏组件1-4的原水出口2-4出水，原水出口2-4的出水经过进入出水池12；
九、步骤二进行的同时将吸收液池7-4内的酸溶液由七级吸收液泵9-4以500L/h～1000L/h的流量通过4级膜蒸馏组件1-4的吸收液入口3-4进入4级膜蒸馏组件1-4，然后从4级膜蒸馏组件1-4的吸收液出口4-4流出，再由六级吸收液泵11-4泵入吸收液池7-3；
十、吸收液池7-3内的酸溶液由五级吸收液泵9-3以500L/h～1000L/h的流量通过3级膜蒸馏组件1-3的吸收液入口3-3进入3级膜蒸馏组件1-3，然后从3级膜蒸馏组件1-3的吸收液出口4-3流出，从吸收液出口4-3流出的酸溶液再由四级吸收液泵11-3泵入吸收液池7-2；
十一、吸收液池7-2内的酸溶液由三级吸收液泵9-2以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件1-2的吸收液入口3-2进入2级膜蒸馏组件1-2，然后从2级膜蒸馏组件1-2的吸收液出口4-2流出，从吸收液出口4-2流出的酸溶液再由二级吸收液泵11-2泵入一级吸收液池7-1；
十二、一级吸收液池7-1内的酸溶液由一级吸收液泵9-1以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件1-1的吸收液入口3-1进入1级膜蒸馏组件1-1，然后从1级膜蒸馏组件1-1的吸收液出口4-1流出，从吸收液出口4-1流出的酸溶液进入吸收液池1；
步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为4％。

Claims (9)

1.多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法按以下步骤进行：
一、调节一级原水池(6-1)内氨氮废水的pH值为11～12；
二、将经过步骤一处理的一级原水池(6-1)内的氨氮废水由一级原水泵(8-1)以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件(1-1)的原水入口(5-1)进入1级膜蒸馏组件(1-1)，从1级膜蒸馏组件(1-1)的原水出口(2-1)出水，原水出口(2-1)的出水经过二级原水泵(10-1)进入二级原水池(6-2)；
三、调节二级原水池(6-2)内氨氮废水的pH值为11～12；
四、将经过步骤三处理的二级原水池(6-2)内的氨氮废水由三级原水泵(8-2)以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件(1-2)的原水入口(5-2)进入2级膜蒸馏组件(1-2)，从2级膜蒸馏组件(1-2)的原水出口(2-2)出水，原水出口(2-2)的出水经过四级原水泵(10-2)进入(n-1)级原水池(6-(n-1))；
五、调节(n-1)级原水池(6-(n-1))内氨氮废水的pH值为11～12；
六、将经过步骤五处理的(n-1)级原水池(6-(n-1))内的氨氮废水由2(n-1)-1级原水泵(8-(n-1))以500L/h～1000L/h的流量通过(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))的原水入口(5-(n-1))进入(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))，从(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))的原水出口(2-(n-1))出水，原水出口(2-(n-1))的出水经过2(n-1)级原水泵(10-(n-1))进入n级原水池(6-n)；
七、调节n级原水池(6-n)内氨氮废水的pH值为11～12；
八、将经过步骤七处理的原水池(6-n)内的氨氮废水由2n-1级原水泵(8-n)以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件(1-n)的原水入口(5-n)进入n级膜蒸馏组件(1-n)，从n级膜蒸馏组件(1-n)的原水出口(2-n)出水，原水出口(2-n)的出水进入出水池12；
九、步骤二进行的同时将n级吸收液池(7-n)内的酸溶液由2n级吸收液泵(9-n)以500L/h～1000L/h的流量通过n级膜蒸馏组件(1-n)的吸收液入口(3-n)进入n级膜蒸馏组件(1-n)，然后从n级膜蒸馏组件(1-n)的吸收液出口(4-n)流出，再由2n-1级吸收液泵(11-n)泵入吸收液池(7-(n-1))；
十、吸收液池(7-(n-1))内的酸溶液由2(n-1)级吸收液泵(9-(n-1))以500L/h～1000L/h的流量通过(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))的吸收液入口(3-(n-1))进入(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))，然后从(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))的吸收液出口(4-(n-1))流出，从吸收液出口(4-(n-1))流出的酸溶液再由2(n-1)-1级吸收液泵(11-(n-1))泵入吸收液池(7-2)；
十一、吸收液池(7-2)内的酸溶液由三级吸收液泵(9-2)以500L/h～1000L/h的流量通过2级膜蒸馏组件(1-2)的吸收液入口(3-2)进入2级膜蒸馏组件(1-2)，然后从2级膜蒸馏组件(1-2)的吸收液出口(4-2)流出，从吸收液出口(4-2)流出的酸溶液再由二级吸收液泵(11-2)泵入一级吸收液池(7-1)；
十二、一级吸收液池(7-1)内的酸溶液由一级吸收液泵(9-1)以500L/h～1000L/h的流量通过1级膜蒸馏组件(1-1)的吸收液入口(3-1)进入1级膜蒸馏组件(1-1)，然后从1级膜蒸馏组件(1-1)的吸收液出口(4-1)流出，从吸收液出口(4-1)流出的酸溶液进入吸收液池(1)；
步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为2％～5％。
2.根据权利要求1所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤一中调节一级原水池(6-1)内氨氮废水的pH值为11.5。
3.根据权利要求1所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为3％。
4.根据权利要求1所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤九中所述的酸溶液的质量浓度为4％。
5.根据权利要求1、2、3或4所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤九中所述的酸溶液为硫酸溶液、磷酸溶液或乙酸溶液。
6.根据权利要求1、2、3或4所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤二中所述的1级膜蒸馏组件(1-1)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。
7.根据权利要求1、2、3或4所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤四中所述的2级膜蒸馏组件(1-2)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。
8.根据权利要求1、2、3或4所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤六中所述的(n-1)级膜蒸馏组件(1-(n-1))内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。
9.根据权利要求1、2、3或4所述多级膜蒸馏处理氨氮废水的方法，其特征在于步骤八中所述的n级膜蒸馏组件(1-n)内的膜为平板膜、卷式膜或折叠式膜。
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