CN115259331B - 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 - Google Patents
用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115259331B CN115259331B CN202211036691.1A CN202211036691A CN115259331B CN 115259331 B CN115259331 B CN 115259331B CN 202211036691 A CN202211036691 A CN 202211036691A CN 115259331 B CN115259331 B CN 115259331B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- hollow fiber
- contact reactor
- absorption liquid
- membrane contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
Abstract
本公开提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统,其中,该膜接触反应器包括:膜壳;和位于膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜,其中,阳离子交换中空纤维膜的直径大于疏水中空纤维膜的直径,每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部,并且用封端胶分隔,在膜壳内部形成以下三个独立空间:阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区,每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
Description
技术领域
本公开属于废水脱氨技术领域,尤其涉及一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统。
背景技术
氨氮是工业废水主要污染物之一,每年各行业部门排放大量高浓度氨氮废水,如冶金、煤化工、石化、制药、食品、化肥、垃圾填埋、养殖等。一方面,氨氮的排放会造成水体富营养化、水生生物中毒及死亡等严重环境问题;另一方面,氨是重要的化工品,其人工合成过程涉及大量能源消耗和碳排放。据测算,每年合成氨工业需消耗了全球1%的能源并排放1.6%的二氧化碳。因此,在双碳背景之下,对废水、尤其是高浓度工业废水中的氨氮进行高效经济地资源回收,对建设环境友好、节能低碳社会具有重要意义。
目前,在实际工程应用中,废水氨氮回收以吹脱吸收法和蒸汽气提法为主。这两种技术基本原理较为类似,均是基于氨在气液两相的分配平衡原理,通过引入空气或水蒸汽,将废水中的氨氮不停地转移到气相,然后通过后续吸收或者冷却工艺进行氨回收。该处理技术具有产水水质好、脱氨效率高、工艺成熟可靠等优点,但是需要大量的空气或蒸汽投入,设备体积大、初期投入及运行能耗居高不下,存在经济性欠佳的问题。
膜脱氨技术是近年来新兴的氨资源回收技术,由于其具有独特的传质过程,可解决传统脱氨技术高能耗的问题。膜脱氨过程以疏水中空纤维膜作为相接触界面,以相间浓度差为传质推动力,其基本原理与吹脱吸收法和蒸汽气体法类似,也是基于氨气相间平衡的物质转移过程。其独特之处在于引入了疏水膜作为传质界面,将吹脱过程和吸收过程集成在膜上,将膜作为氨扩散转移的媒介,免去了传统方法所需的空气或蒸汽,因此运行成本得到了大幅降低。与此同时,疏水中空纤维膜具有极高的比表面积,这使得膜脱氨技术还具有传质速率快、脱氨效果好、设备体积小等优势。另外,膜脱氨技术还可以通过调整吸收相种类,方便地得到较高浓度和纯度的硫铵、碳铵、氨水等各种产品。大量实际工程运行资料显示,膜脱氨法具有显著的经济性优势,具有广阔的发展潜力。
但是,膜脱氨过程通常需在强碱性条件下进行,以使铵根充分水解转化为氨气,提高吸收速率和脱氨率;而投加的碱量主要取决于废水中的氨氮、缓冲盐以及金属离子含量。当废水中存在大量缓冲盐,如碳酸盐体系、磷酸盐体系等,往往需投入超量的碱以使铵根充分水解;而在中和阶段过程中,又需投入过量的酸,以满足废水排放或后续处理的pH要求。上述问题使得膜脱氨技术在实际运行过程中成本大幅增加、经济性大打折扣。
发明内容
针对上述存在的技术问题,本公开提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统,以期至少部分地解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题,作为本公开的一个方面,提供了一种膜接触反应器,包括:
膜壳;和
位于上述膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜,
其中,上述阳离子交换中空纤维膜的直径大于上述疏水中空纤维膜的直径,每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部,并且用封端胶分隔,在上述膜壳内部形成以下三个独立空间:阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区,每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
在其中一个实施例中,外侧区,与废水入口和废水出口相连;
中间区,与碱吸收液出口和碱吸收液入口相连;
内部区,与酸吸收液出口和酸吸收液入口相连。
在其中一个实施例中,上述阳离子交换中空纤维膜的材料包括:聚砜、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯中空纤维膜中的任意一种;
上述疏水中空纤维膜的材料包括:聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
在其中一个实施例中,上述阳离子交换中空纤维膜的内径为:0.4-1.5mm,外径为0.5-2.0mm。
在其中一个实施例中,上述疏水中空纤维膜的内径为:0.2-0.6mm,外径为0.3-1.0mm;
上述疏水中空纤维膜的孔径为0.1-1.0μm。
在其中一个实施例中,上述封端胶包括:环氧树脂或聚氨酯中的任意一种。
作为本公开的另一个方面,提供了一种用于废水脱氨的膜接触反应器的处理系统,包括:
原水箱、预处理反应池、沉淀池、保安过滤器、膜接触反应器、流体混合器依次按顺序连接,其中,上述膜接触反应器为上述实施例中的膜接触反应器;
碱液箱,其通过碱液泵向上述膜接触反应器的碱吸收液入口提供碱吸收液,并且接收从上述膜接触反应器的碱吸收液出口流出的碱吸收液;
酸性吸收液箱,其通过酸性吸收液泵向上述膜接触反应器的酸吸收液入口提供酸吸收液,并且接收从上述膜接触反应器的酸吸收液出口流出的酸吸收液;和
酸液箱,其通过酸液泵与流体混合器贯通,中和膜接触反应器排出的脱氨废水。
在其中另一个实施例中,上述膜接触反应器的废水入口与预处理阶段的保安过滤器的出口或上一级膜接触反应器的废水出口相连;
上述膜接触反应器的废水出口与下一级膜接触反应器的废水入口或上述流体混合器相连。
在其中另一个实施例中,上述膜接触反应器的碱吸收液入口与上述碱液泵或上一级膜接触反应器的碱吸收液出口相连;
上述膜接触反应器的碱吸收液出口与下一级膜接触反应器的碱吸收液入口或与上述碱液箱相连。
在其中另一个实施例中,上述膜接触反应器的酸吸收液入口与上述酸性吸收液泵或上一级膜接触反应器的酸吸收液出口相连;
上述膜接触反应器的酸吸收液出口与下一级膜接触反应器的酸吸收液入口或与上述酸性吸收液箱相连。
基于上述技术方案,本公开提供的一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统至少包括以下之一的有益效果:
(1)在本公开的实施例中,将阳离子交换中空纤维膜和疏水膜中空纤维膜集成在同一反应器中,并形成了阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区的三个独立空间,利用离子交换-铵根水解-吸收脱氨为一体的过程,实现了铵或氨在废水、碱液和酸液中的扩散转移,有效的完成废水的脱氨过程;而且采用套管式膜的布局方案,将疏水中空纤维膜置于阳离子交换中空纤维膜中,将两个反应器合二为一,减小了设备体积及反应系统的占地。
(2)在本公开的实施例中,将阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜紧密堆叠,减小了阳离子交换中空纤维膜表面与疏水中空纤维膜表面的距离,有利于游离的氨快速传质及脱除。
(3)在本公开的实施例中,通过阳离子交换中空纤维膜将疏水膜空间分散,避免了传统的膜接触反应器中疏水中空纤维膜无序堆叠造成的因液-膜接触不良引起的效率低下的问题。
附图说明
图1是本公开实施例中的用于废水脱氨的膜接触反应器;
图2是本公开实施例中膜接触反应进行废水脱氨的基本流程图。
【附图标记说明】
1-1酸吸收液出口;1-2碱吸收液出口;1-3废水出口;1-4膜壳;1-5封端胶;1-6阳离子交换中空纤维膜;1-7疏水中空纤维膜;1-8废水入口;1-9碱吸收液入口;1-10酸吸收液入口;2-1预处理反应池;2-2沉淀池;2-3保安过滤器;2-4膜接触反应器;2-5流体混合器;2-6原水泵;2-7原水箱;2-8碱液泵;2-9碱液箱;2-10酸性吸收液泵;2-11酸性吸收液箱;2-12酸液泵;2-13酸液箱
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开作进一步的详细说明。
基于现有的膜接触反应器存在的问题,本公开提出了一种用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统,利用唐南渗析技术可将废水中的铵根选择性地转移到碱液中而截留缓冲盐类物质(如碳酸氢根、磷酸氢根等),从而避免了过量碱的消耗问题。将唐南渗析技术和膜吸收技术进行结合,可以实现更经济的脱氨过程。膜接触反应器是实现膜脱氨过程的核心元件,反应器的结构设计对脱氨效果具有决定性的影响。此外,目前在面向废水脱氨过程的实际应用过程中,还不存在用于唐南渗析-膜脱氨工艺的膜接触反应器,因此需要对此进行针对性的设计开发。
图1是本公开实施例中的用于废水脱氨的膜接触反应器。
如图1所示,用于废水脱氨的膜接触反应器,包括:
膜壳1-4;和位于膜壳1-4内部的多个阳离子交换中空纤维膜1-6和多个疏水中空纤维膜1-7,其中,阳离子交换中空纤维膜1-6的直径大于疏水中空纤维膜1-7的直径,每个疏水中空纤维膜1-7位于每个阳离子交换中空纤维膜1-6的管腔内部,并且用封端胶1-5分隔,在膜壳1-4内部形成以下三个独立空间:阳离子交换中空纤维膜1-6外侧区、阳离子交换中空纤维膜1-6与疏水中空纤维膜1-7之间的中间区和疏水中空纤维膜1-7的内部区,每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通。
根据本公开的实施例,膜壳1-4的顶部设置有酸吸收液出口1-1,底部设置有酸吸收液入口1-10;膜壳的一侧设置有碱吸收液出口1-2和废水出口1-3,另一侧设置有碱吸收液入口1-9和废水入口1-8。
在本公开的实施例中,膜壳内部形成以下三个独立空间:阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区,分别对应原水(废水)、碱吸收液、酸吸收液三相液体空间,每一相都具有独立的入口和出口,废水、碱吸收液和酸吸收液均采用膜接触反应器的底部进水和顶部出水的运行模式。
根据本公开的实施例,将疏水中空纤维膜放置在阳离子交换中空纤维膜内,并用封端胶进行封端处理,在膜壳内形成了三个独立的空间:阳离子交换中空纤维膜的外侧区,与废水入口1-8和废水出口1-3相连,作为废水(原水)流体通道;阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区,与碱吸收液出口1-2和碱吸收液入口1-9相连,作为碱吸收液流体通道;以及疏水中空纤维膜的内部区,与酸吸收液出口1-1和酸吸收液入口1-10相连,作为酸吸收液的流体通道。
根据本公开的实施例,阳离子交换中空纤维膜的材料包括聚砜、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯中空纤维膜中的任意一种。
根据本公开的实施例,疏水中空纤维膜的材料包括:聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
在本公开的实施例中,因膜接触反应器内部为强碱环境,因此在阳离子交换中空纤维膜和疏水中空纤维膜选择上需要考虑膜耐强碱、强酸的问题。
根据本公开的实施例,阳离子交换中空纤维膜的内径为0.4-1.5mm,外径为0.5-2.0mm,其中,阳离子交换中空纤维膜的内径可选为0.4、0.5、0.6、0.8、1.0、1.5mm,更进一步的内径优选为0.4-0.6mm,外径可选为0.5、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0mm等,更进一步的外径优选0.6-1.0mm。
根据本公开的实施例,疏水中空纤维膜的内径为:0.2-0.6mm,外径为0.3-1.0mm,其中,疏水中空纤维膜的内径可选为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mm,外径可选为0.3、0.5、0.7、1.0mm等。
在本公开的实施例中,阳离子交换中空纤维膜的内径大于疏水中空纤维膜的外径,可以保证疏水中空纤维膜能够置于阳离子交换膜内部,并留有一定空间。同时,阳离子交换中空纤维膜和疏水中空纤维膜的直径越小,则单位填充的膜接触面积越大,更有利于提高膜接触反应器的效率。此外,将疏水中空纤维膜放置在阳离子交换中空纤维膜内,可减小传质的距离,提高废水中氨脱除的效率;也可以减少膜接触反应器的整体体积。
根据本公开的实施例,疏水中空纤维膜的孔径为0.1-1.0μm,其中,可选为0.1、0.15、0.2、0.3、0.5、0.8、1.0μm,更进一步的优选0.1-0.3μm。
在本公开的实施例中,具有较大膜孔的疏水膜其传质通量较大,然而,其液体进入压力相应越小,为了保证膜不被液体浸润或穿透,疏水中空纤维膜的孔径不能过大。选用较小孔径的疏水中空纤维膜可获得较高的液体进入压力,从而可以在压力波动较大的情况下或是压力降较大的条件下中应用。
图2是本公开实施例中膜接触反应进行废水脱氨的基本流程图。
如图2所示,本公开提供的用于废水脱氨的膜接触反应器的处理系统包括:原水箱2-7、预处理反应池2-1、沉淀池2-2、保安过滤器2-3、膜接触反应器2-4、流体混合器2-5依次按顺序连接,其中,膜接触反应器为上述实施例中的膜接触反应器。碱液箱2-9,其通过碱液泵2-8向膜接触反应器2-4的碱吸收液入口提供碱吸收液,并接收从膜接触反应器2-4的碱吸收液出口流出的碱吸收液;酸性吸收液箱2-11,其通过酸性吸收液泵2-10向膜接触反应器2-4的酸吸收液入口提供酸吸收液,并接收从膜接触反应器2-4的酸吸收液出口流出的酸吸收液;酸液箱2-13,其通过酸液泵2-12、与流体混合器2-5贯通,中和膜接触反应器2-4排出的脱氨废水。
根据本公开的实施例,原水箱用于存放含氨氮的废水(原水),经原水泵将废水输入到预处理反应池中。
根据本公开的实施例,如图1和图2所示,膜接触反应器2-4的废水入口1-8与预处理阶段的保安过滤器2-3的出口或上一级膜接触反应器2-4的废水出口1-3相连;膜接触反应器的废水出口1-3与下一级膜接触反应器的废水入口1-8或流体混合器2-5相连。膜接触反应器的碱吸收液入口1-9与碱液泵2-8或上一级膜接触反应器的碱吸收液出口1-2相连;膜接触反应器的碱吸收液出口1-2与下一级膜接触反应器的碱吸收液入口1-9或与碱液箱2-9相连。膜接触反应器的酸吸收液入口1-10与酸性吸收液泵2-10或上一级膜接触反应器的酸吸收液出口1-1相连;膜接触反应器的酸吸收液出口1-1与下一级膜接触反应器的酸吸收液入口1-10或与酸性吸收液箱2-11相连。
具体的,首先将待处理的氨氮废水(原水)引入预处理反应池2-1中,经混凝反应后进入沉淀池2-2做澄清处理,去除废水中的颗粒物及部分的有机物,减少对膜接触反应器2-4内中空纤维膜的污堵问题。然后,经保安过滤器2-3过滤后进入到膜接触反应器中2-4,其中,膜接触反应器为多级串联,可以是2~3级串联。在膜接触反应器2-4中,废水中的铵根离子在浓度差的作用下扩散到碱吸收液侧,与此同时,碱吸收液中的碱金属离子(如Na+、K+等)经过阳离子交换中空纤维膜反向扩散到废水中;扩散到碱吸收液中的铵根离子随即发生水解,生成易挥发的氨气;接着,氨气通过疏水中空纤维膜扩散到酸吸收液中,形成稳定的铵盐。脱氨完成后,废水通过流体混合器2-5与经酸液泵传输的酸液箱中酸液中和,将pH调节至中性后排出膜接触反应器。在此系统中,碱吸收液通过碱液泵2-8持续循环,并在碱液箱2-9处进行碱吸收液的补充以维持系统的碱浓度;酸吸收液通过酸性吸收液泵2-10持续循环,并在酸性吸收液箱2-11处进行铵盐溶液的排除和酸吸收液的及时补充,保障系统的盐及酸性吸收液浓度的稳定。
以下通过具体的实施例对本公开的用于废水脱氨的膜接触反应器和系统做进一步的阐述说明。需要说明的是下述的具体实施例仅是作为举例说明,本公开的保护范围不局限于此。
基于本公开的用于废水脱氨的膜接触反应器的构型,制备了小型的膜接触反应器,具体过程和参数如下:
选用内径20mm聚氯乙烯作为膜壳,并填充20根聚苯醚的阳离子交换中空纤维膜,该阳离子交换中空纤维膜的外径为2.0mm,膜的内径为1.0mm。膜接触反应器的两端连接碱吸收液的入口、出口且与阳离子交换中空纤维膜相连,采用环氧树脂对阳离子交换中空纤维膜进行封端处理,所得的阳离子交换中空纤维膜的有效长度为25cm。然后,将聚丙烯的疏水中空纤维膜置入阳离子交换中空纤维膜的内部,该疏水中空纤维膜的外径为0.5mm,内径为0.3mm,平均孔径0.15μm。膜接触反应器的两端连接酸吸收液的入口和出口,且与疏水中空纤维膜相贯通,并采用环氧树脂进行封端处理,所得的疏水中空纤维膜的有效长度为33cm。所制备的膜接触反应器含废水、碱性吸收液和酸性吸收液出入口各一对,,含阳离子交换中空纤维膜及疏水中空纤维膜各20根,阳离子交换中空纤维膜的有效面积为314.2cm2,疏水中空纤维膜的有效面积为129.5cm2。
采用制备的膜接触反应器,对某垃圾渗沥液废水进行脱氨处理,该废水的主要水质指标为:COD=4720mg/L、氨氮=2247mg/L、电导率=29.7mS/cm、pH=7.91、TDS=22.7g/L,所涉及的处理工艺流程如图2所示,主要包括混凝沉淀、过滤、膜脱氨以及中和四个步骤。
步骤1:混凝沉淀,去除废水水中的悬浮物、胶体和部分有机物,减少膜接触器堵塞或污染的风险。取上述垃圾渗沥液2L,加入聚合氯化铝80mg/L以及聚丙烯酰胺5mg/L,以120转/分钟搅拌1分钟,然后以50转/分钟搅拌2分钟,停止搅拌,静止沉降1小时。取上清液测定其COD及氨氮,分别为4120mg/L和2150mg/L,分别下降了12.7%和4.3%。
步骤2:过滤,经保安过滤器过滤进一步去除废水中的颗粒物,防止膜接触反应器堵塞。取步骤1中的上清液,采用0.45μm亲水滤膜,通过抽滤(-0.8bar)的方式进行过滤,确保颗粒物被完全去除。
步骤3:膜脱氨,主处理单元为本公开提供的膜接触反应器进行废水氨氮的脱除。取步骤2过滤水200mL,并配置0.2mol/L氢氧化钠溶液200ml作为碱吸收液以及0.5mol/L硫酸溶液200ml作为酸吸收液;利用蠕动泵分别将上述溶液分别通入废水脱氨膜接触反应器的废水入口、碱吸收液入口和酸吸收液入口,并进行循环,流速均为100mL/min;每隔一段时间,取废水水样,测试其氨氮数值,其数值如下表1所示.
步骤4:中和,因膜接触反应器脱氨的废水呈碱性,经酸碱中和处理后满足后续处理要求。脱氨产水pH为9.60,通过加入1.0M稀硫酸溶液(酸液箱提供酸液)将pH调节到7.0左右。
表1.不同时间下的膜接触反应器的膜脱氨效率
时间(小时) | 氨氮(mg/L) | 去除率(%) |
0 | 2150 | |
0.5 | 1516 | 30.5 |
1 | 946 | 56.0 |
2 | 358 | 84.3 |
4 | 179 | 91.2 |
6 | 103 | 95.3 |
8 | 58 | 97.3 |
10 | 48 | 97.8 |
12 | 40 | 98.1 |
通过上述实验表明,通过本公开提供的膜脱氨的膜接触反应器,可对含氨废水进行有效处理,废水脱氨效率高于98%,说明本公开涉及的膜接触反应器具有技术可行性。
以上所述的具体实施例,对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本公开的具体实施例而已,并不用于限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于废水脱氨的膜接触反应器,其特征在于,所述膜接触反应器包括:
膜壳;和
位于所述膜壳内部的多个阳离子交换中空纤维膜和多个疏水中空纤维膜,
其中,所述阳离子交换中空纤维膜的直径大于所述疏水中空纤维膜的直径,每个疏水中空纤维膜位于每个阳离子交换中空纤维膜的管腔内部,并且用封端胶分隔,在所述膜壳内部形成以下三个独立空间:阳离子交换中空纤维膜外侧区、阳离子交换中空纤维膜与疏水中空纤维膜之间的中间区和疏水中空纤维膜的内部区,每个独立空间各自通过膜壳上的独立的入口和出口与外界流体连通;
其中,所述阳离子交换中空纤维膜外侧区与废水入口和废水出口相连,用作废水流体通道;所述中间区与碱吸收液出口和碱吸收液入口相连,用作碱吸收液流体通道;所述内部区与酸吸收液出口和酸吸收液入口相连,用作酸吸收液的流体通道;
利用离子交换-铵根水解-吸收脱氨为一体的过程,实现了铵或氨在废水、碱液和酸液中的扩散转移和废水的脱氨过程。
2.根据权利要求1所述的膜接触反应器,其特征在于,
所述阳离子交换中空纤维膜的材料包括:聚砜、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯中空纤维膜中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的膜接触反应器,其特征在于,
所述疏水中空纤维膜的材料包括:聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的膜接触反应器,其特征在于,
所述阳离子交换中空纤维膜的内径为:0.4-1.5mm,外径为0.5-2.0mm。
5.根据权利要求1所述的膜接触反应器,其特征在于,
所述疏水中空纤维膜的内径为:0.2-0.6mm,外径为0.3-1.0mm;
所述疏水中空纤维膜的孔径为0.1-1.0μm。
6.一种用于废水脱氨的膜接触反应器的处理系统,其特征在于,包括:
原水箱、预处理反应池、沉淀池、保安过滤器、膜接触反应器、流体混合器依次按顺序连接,其中,所述膜接触反应器为权利要求1-5中任一项所述的膜接触反应器;
碱液箱,其通过碱液泵向所述膜接触反应器的碱吸收液入口提供碱吸收液,并且接收从所述膜接触反应器的碱吸收液出口流出的碱吸收液;
酸性吸收液箱,其通过酸性吸收液泵向所述膜接触反应器的酸吸收液入口提供酸吸收液,并且接收从所述膜接触反应器的酸吸收液出口流出的酸吸收液;和
酸液箱,其通过酸液泵与流体混合器贯通,中和膜接触反应器排出的脱氨废水。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述膜接触反应器的废水入口与预处理阶段的保安过滤器的出口或上一级膜接触反应器的废水出口相连;
所述膜接触反应器的废水出口与下一级膜接触反应器的废水入口或所述流体混合器相连。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述膜接触反应器的碱吸收液入口与所述碱液泵或上一级膜接触反应器的碱吸收液出口相连;
所述膜接触反应器的碱吸收液出口与下一级膜接触反应器的碱吸收液入口或与所述碱液箱相连。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述膜接触反应器的酸吸收液入口与所述酸性吸收液泵或上一级膜接触反应器的酸吸收液出口相连;
所述膜接触反应器的酸吸收液出口与下一级膜接触反应器的酸吸收液入口或与所述酸性吸收液箱相连。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211036691.1A CN115259331B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211036691.1A CN115259331B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115259331A CN115259331A (zh) | 2022-11-01 |
CN115259331B true CN115259331B (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=83755340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211036691.1A Active CN115259331B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115259331B (zh) |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1137679A (en) * | 1965-02-24 | 1968-12-27 | Wallace Tiernan Inc | Procedures and apparatus for electrodialytic treatment of liquids |
US4976866A (en) * | 1989-04-03 | 1990-12-11 | The Dow Chemical Company | Concentric tubular membrane device and process useful in ion exchange or absorbent processes |
US5130026A (en) * | 1990-05-25 | 1992-07-14 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Process and apparatus for removing ammonium from aqueous liquids |
US5580452A (en) * | 1994-12-02 | 1996-12-03 | Lsr Technologies, Inc. | Moving liquid membrane modules |
CN1488419A (zh) * | 2002-10-10 | 2004-04-14 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种膜式气液分离装置 |
CN1824610A (zh) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | 浙江欧美环境工程有限公司 | 错流设计的卷式电除盐器组件 |
CN101516474A (zh) * | 2006-08-01 | 2009-08-26 | Otv股份有限公司 | 含有氧化性气体扩散膜和选择性膜并在所述膜之间限定反应空间的用于处理液体排放物的膜反应器 |
CN202105597U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-11 | 杭州凯洁膜分离技术有限公司 | 氨氮分离膜组件 |
CN103964612A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 北京赛科康仑环保科技有限公司 | 一种高cod、高含盐量、高重金属含量的中低浓度氨氮废水的脱氨处理方法 |
CN205151948U (zh) * | 2015-10-15 | 2016-04-13 | 锋霈环境科技股份有限公司 | 氨氮废水处理系统 |
CN206064178U (zh) * | 2016-07-19 | 2017-04-05 | 江苏久吾高科技股份有限公司 | 一种应用于膜吸收过程的薄壁陶瓷膜管 |
CN108726731A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种电厂凝结水精处理再生废水处理系统及工艺 |
CN110980882A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 井冈山大学 | 一种膜基吸收法处理离子型稀土矿高浓度氨氮废水的系统和方法 |
CN215798835U (zh) * | 2020-12-30 | 2022-02-11 | 中山大学 | 一种高氨氮废水处理及资源化回收系统 |
CN114737313A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有耐腐蚀铠甲结构的气态纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060081524A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Amitava Sengupta | Membrane contactor and method of making the same |
EP2832385B1 (en) * | 2012-03-26 | 2018-10-24 | Terumo Kabushiki Kaisha | Medical instrument |
KR102140264B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2020-07-31 | 주식회사 엘지화학 | 중공사막 |
PL3746407T3 (pl) * | 2018-02-01 | 2022-04-19 | Technische Universiteit Delft | Odzyskiwanie gazu ze ścieków |
-
2022
- 2022-08-26 CN CN202211036691.1A patent/CN115259331B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1137679A (en) * | 1965-02-24 | 1968-12-27 | Wallace Tiernan Inc | Procedures and apparatus for electrodialytic treatment of liquids |
US4976866A (en) * | 1989-04-03 | 1990-12-11 | The Dow Chemical Company | Concentric tubular membrane device and process useful in ion exchange or absorbent processes |
US5130026A (en) * | 1990-05-25 | 1992-07-14 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Process and apparatus for removing ammonium from aqueous liquids |
US5580452A (en) * | 1994-12-02 | 1996-12-03 | Lsr Technologies, Inc. | Moving liquid membrane modules |
CN1488419A (zh) * | 2002-10-10 | 2004-04-14 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种膜式气液分离装置 |
CN1824610A (zh) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | 浙江欧美环境工程有限公司 | 错流设计的卷式电除盐器组件 |
CN101516474A (zh) * | 2006-08-01 | 2009-08-26 | Otv股份有限公司 | 含有氧化性气体扩散膜和选择性膜并在所述膜之间限定反应空间的用于处理液体排放物的膜反应器 |
CN202105597U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-11 | 杭州凯洁膜分离技术有限公司 | 氨氮分离膜组件 |
CN103964612A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 北京赛科康仑环保科技有限公司 | 一种高cod、高含盐量、高重金属含量的中低浓度氨氮废水的脱氨处理方法 |
CN205151948U (zh) * | 2015-10-15 | 2016-04-13 | 锋霈环境科技股份有限公司 | 氨氮废水处理系统 |
CN206064178U (zh) * | 2016-07-19 | 2017-04-05 | 江苏久吾高科技股份有限公司 | 一种应用于膜吸收过程的薄壁陶瓷膜管 |
CN108726731A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种电厂凝结水精处理再生废水处理系统及工艺 |
CN110980882A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 井冈山大学 | 一种膜基吸收法处理离子型稀土矿高浓度氨氮废水的系统和方法 |
CN215798835U (zh) * | 2020-12-30 | 2022-02-11 | 中山大学 | 一种高氨氮废水处理及资源化回收系统 |
CN114737313A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有耐腐蚀铠甲结构的气态纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈煜南 ; 付赵跃 ; .聚偏氟乙烯(PVDF)膜反应器除去垃圾渗滤液中氨氮的应用.化学工程师.2018,(05),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115259331A (zh) | 2022-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104445755B (zh) | 一种用于氯化铵废水资源化处理的方法 | |
CN105540967A (zh) | 一种有机废水减量化、资源化处理方法及处理系统 | |
CN105712560A (zh) | 正渗透技术处理高含盐废水的装置和方法 | |
WO2019151855A1 (en) | Gas recovery from wastewater | |
CN108640343A (zh) | 一种用于工业废水近零排放的处理工艺 | |
CN107162298A (zh) | 一种高盐有机废水的近零排放处理方法 | |
CN104609587B (zh) | 一种高盐高氨氮废水的零排放方法 | |
CN107215996A (zh) | 一种高浓度钠盐废水的资源化处理系统、处理方法及应用 | |
CN207891095U (zh) | 一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置 | |
CN104591423B (zh) | 一种高盐高氨氮废水的处理方法 | |
CN115259331B (zh) | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 | |
CN104860465A (zh) | 一种双塔催化热耦合逆流脱氨方法及其脱氨装置 | |
CN108658389A (zh) | 一种高硫酸盐废水的处理方法 | |
CN104609588A (zh) | 膜耦合处理高盐高氨氮废水的方法 | |
CN104609596B (zh) | 一种光伏酸性清洗废水回用工艺 | |
CN215712375U (zh) | 一种草甘膦废水处理装置 | |
CN211546187U (zh) | 一种除氟树脂脱附液处理回用系统 | |
CN210419589U (zh) | 一种新型半导体厂用酸废水回收设备 | |
CN211111191U (zh) | 一种利用正渗透膜组件进行反渗透过程的零排放浓缩系统 | |
CN112209485A (zh) | 一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件及回收方法 | |
CN206359357U (zh) | 一种催化剂污水零排放处理系统 | |
CN111499103A (zh) | 一种基于膜技术的酒精废水回用系统 | |
CN212741044U (zh) | 一种万古霉素生产废水资源化系统 | |
CN110734174A (zh) | 一种利用正渗透技术的油气田废水处理系统及方法 | |
CN205803174U (zh) | 一种离子交换再生废液减排及回收利用的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |