稀鹽酸溶液作吸收劑用于支撐氣膜法從廢水中脫除-回收氨氮的研究.pdf

1、在支撐氣膜法(簡稱氣膜法)脫氨工藝過程中,稀硫酸因具有強(qiáng)酸性、非氧化性及非揮發(fā)性而被當(dāng)作理想的吸收劑。它能有效脫除廢水中的氨氮并以硫酸銨水溶液作為副產(chǎn)品回收、純化和富集氨氮。但在許多具體工藝中,硫酸銨并非是理想的可回用副產(chǎn)品。例如許多精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中均產(chǎn)生氯化銨副產(chǎn)品和含氨氮廢水,如果用稀鹽酸做吸收劑用支撐氣膜法回收含氨廢水中的氨氮生成氯化銨副產(chǎn)品并與主體副產(chǎn)品氯化銨一起出售,既可以達(dá)到廢水處理目的又可以實(shí)現(xiàn)資源的回收和再利用。而

2、且,氯化銨的工業(yè)應(yīng)用價值比硫酸銨大。
　　本文研究鹽酸溶液作為吸收劑支撐氣膜法脫除/回收廢水中的氨氮,考慮到鹽酸的揮發(fā)性,重點(diǎn)研究吸收反應(yīng)發(fā)生在殼程吸收液主體中的情況。根據(jù)雙液膜理論假設(shè)殼程膜絲外壁面處存在一層很薄的吸收液層流傳質(zhì)邊界層,所有的殼程傳質(zhì)阻力都集中在邊界層內(nèi),建立了鹽酸作為吸收液時支撐氣膜法脫氨過程的殼程傳質(zhì)模型。結(jié)合已有的管程氨氮傳質(zhì)模型及實(shí)驗數(shù)據(jù),通過數(shù)值求解法順利求出膜絲外側(cè)傳質(zhì)邊界層厚度及該邊界層內(nèi)無因次氨擴(kuò)

3、散距離。
　　通過稀硫酸做吸收液時支撐氣膜法脫除廢水中氨氮的實(shí)驗證明在進(jìn)料pH值足夠大時,支撐氣膜過程總傳質(zhì)系數(shù)僅僅是膜接觸器特性及實(shí)驗溫度的函數(shù),與其他操作條件無關(guān)。本文在證明了支撐氣膜過程可以使用稀鹽酸作為吸收劑脫除水溶液中氨氮的基礎(chǔ)上,用氯離子滲漏量及殼程無因次氨擴(kuò)散距離來表征膜滲漏情況,通過實(shí)驗測量一定進(jìn)料情況下的鹽酸臨界濃度。重點(diǎn)研究了逆流或并流操作方式、料液氨氮濃度、料液流量、吸收液流量、吸收液鹽酸濃度和操作溫度對膜傳

4、質(zhì)性能的影響,并考察了氨氮脫除達(dá)標(biāo)情況及該工藝的長期操作穩(wěn)定性。實(shí)驗結(jié)果證明了支撐氣膜脫氨過程可采用一定濃度的稀鹽酸溶液作為吸收劑,并可通過不斷添加濃鹽酸而得到高濃度副產(chǎn)品氯化銨溶液,順流操作比逆流操作穩(wěn)定,含氨料液流量對傳質(zhì)影響不顯著,提高含氨料液濃度降低總傳質(zhì)系數(shù)但有利于膜接觸器穩(wěn)態(tài)操作,適當(dāng)提高吸收液的流量與濃度有利于氨的傳質(zhì),提高操作溫度能增加傳質(zhì)與操作穩(wěn)定性。在含氨料液流量為30L?h-1、濃度為2000mg?L-1、鹽酸吸收