[原创] 含氨or/and 铵废水中脱除回收氨or/and 铵的多种新膜技术【转】

有5种膜分离技术可以应用于分离氨-水体系和铵-水体系, 以及(氨+铵)--水体系, 我们都可以提供相应过程设计和设备。 其技术先进性可行性和节能高效性请各位评估。
1. 支撑气膜过程(也叫透膜吸收, 相当于把两个塔(一个气提塔和一个酸吸收塔)微观上合二为一): 用疏水微孔膜, 氨的水溶液走膜的一侧, 稀硫酸或稀盐酸或稀磷酸走膜另一侧, 高挥发性的氨透过气膜被化学吸收到酸液中从而得到富集. 优点: 极其有效,适合低浓度或极低浓度(10- 1000 ppm)的氨 的回收, 从而让出水达标排放或回用. 无需加热,加压,或抽真空操作.缺点: 所得副产品是铵盐, 如要回用氨还要加碱、氢氧化钠或氢氧化钙)再用蒸馏 等过程才能得到高浓度氨溶液; 不太适合高浓度情况.该过程也可以直接用于从废气中回收氨.注意,不管学术论文上怎么写,不要用20%以上浓度的酸溶液做吸收剂,否则最终酸溶液也会逐渐被从废水中迁移过的水稀释。稀酸总比浓酸便宜呀。我们提供现成设备. 我们的膜上微孔是直径为0.02微米的圆孔,所以其操作稳定性要好于拉伸法制得的匾孔膜(0.2x0.02微米)。

2. 真空膜蒸馏过程(对应于真空气提): 用疏水微孔膜, 氨水溶液走膜的一侧,另一侧抽真空. 优点: 只需低温热源加热, 脱除效率很高, 浓缩比可高达氨/水相对挥发度的20-80%, 缺点: 温差极化厉害, 水挥发量大, 料液需要多次加热, 要想得到高回收率,需要多个组件串联, 为了得到高浓产品,还需要多个真空泵, 一部分低浓产品还要返回料液中. 真空泵尾气排放也要考虑污染问题.该过程适合氨浓度范围为500 - 10000ppm我们可以提供设备和设计.

3. 透膜冷凝: 其原理同于气隙式膜蒸馏 (但膜蒸馏只处于研发阶段, 研发了二十年了,看不出了来今天的论文和二十年前有何区别). 透过每个膜组件的冷凝液中氨能被浓缩3- 6倍. 该过程只需要低温热源和冷却水,无需高温和真空操作. 多个组件串联起来可以达到高回收率(50% -99.99%), 低浓度的冷凝液可以回放到原料液中. 当然, 进一步提浓要靠常规精馏或下面的第4个膜过程了.我们可以提供每个膜面积为十几至几十平方米的膜组件, 其比表面积为500-2000平方米/立方米组件. 这可是我们的特有产品.

4. 一种新型高效节能热驱动膜过程代替精馏, 克服了以上膜过程的不足, 经济上更合理,操作上更安全: 无需高温,无需高压,无真空操作,可以处理各种浓度的料液,得到极高浓的氨水溶液产品.该过程适合氨浓度范围为10ppm 到10%. 该过程只需低温热源, 若非要把所耗热能折成低压蒸气(但热品位可不一样啊), 耗热为0.05 - 0.15吨蒸汽/吨废水.专利尚未公开, 涉及到公司技术机密,崭(字典中没这个字)不多述.我们可以提供每个膜面积为几十到上百平方米的膜组件, 其比表面积为800-1500平方米/立方米组件. 这也是我们的特有产品.

5. 一种新型高效节能热驱动膜过程代替多效蒸发用于铵盐浓缩回收:如果废水中同时含有氨和铵盐,建议先用上述技术的一种脱除氨,再用下面所述技术浓缩回收铵盐和高质量水.我们开发了一个过程,可以用于浓缩各种盐/碱糖水溶液到高浓度并回收淡水。该过程操作起来无需高温高压或负压(或真空),无噪音。该过程可用低温热源(60- 120 度)作为推动力, 但热能利用率(造水比)要好于多级闪蒸和多效蒸发。

该过程所产淡水中电解质浓度最低时可小于1ppm, 通常10-100 ppm。该过程的另一特点是所用设备绝大部分为塑料制品,因而完全克服多级闪蒸和多效蒸发操作的腐蚀问题.该过程所用设备紧凑程度接近于反渗透,所以对于给定分离任务,其设备远小于多级闪蒸和多效蒸发的设备体积。

前面已讲, 即使在无高温高压或负压(或真空)的前提下,该过程的热利用率仍要好于多级闪蒸和多效蒸发。例如,该过程的造水比一般在8-12之间,而三效蒸发的造水比在3以下吧。并且所用热品位不一样.我们可以提供每个膜面积为十几至几十平方米的单元膜组件, 其比表面积为1000-2000平方米/立方米组件. 这更是我们的特有产品.上述膜过程不仅限于氨-水体系, 也适合小分子胺(四个碳以下)- 水体系分离低分子量有机胺-水体系的特点:胺对水的相对挥发度比氨对水的相对挥发度大约4倍(低胺浓度区), 其碱性大约10倍(离解常数). 二胺, 比如乙二胺-水, 丙二胺-水,水合肼-水体系, 二胺对水的相对挥发度在整个浓度范围内都极其接近1,或者形成共沸.第4个过程甚至可以用于相对挥发度在整个浓度范围内都很小的或公沸的乙二胺-水,丙二胺-水, 水合肼-水体系的分离.