中空纤维膜处理氨废水工艺研究

作     者：雷小佳 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘素琴

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：膜分离 中空纤维膜 膜法氨/水分离 

摘      要：膜分离技术是近年来新发展的高新技术,具有清洁、高效、低能耗等特点,广泛应用于化工、水处理、食品、医疗、生物工程、宇航等领域。管式膜是目前应用较多的一种膜组件,其中中空纤维膜是最近阶段膜分离工业应用中最常采用的一种膜组件。中空纤维膜单位设备体积内的膜面积大,单位时间内能完成较大的工作量,因此成为工业膜技术应用研究的重点。化工企业中的废水含有大量可回收加工的氨氮物质,这部分物质如果不经处理排放将极大的污染环境,也造成极大的浪费,因此须加以回收和利用。 本文拟对膜分离技术的基本理论和发展历程进行总结,并对中空纤维膜的组成结构及化工企业污水处理中的效果进行讨论。中空纤维膜具有比表面积大,工作效率高、以及分离效果好的几大特点,广泛应用于一般污水处理中。本试验采用聚丙烯中空纤维膜进行含氨氮废水的分离,重点讨论间歇、连续操作条件下处理含氨氮废水的各项影响因素,考察不同处理时间、不同废水通入量对处理结果的影响。采用气相色谱仪对处理后的废水进行检测,计算不同运行方式下氨氮的脱除率,对吸收液流量、浓度及原料液pH值、悬浮物对氨／水分离效果的影响进行分析,探讨出最切合工业要求的操作条件。最后对膜失活再生原理进行讨论,获取最佳的中空纤维酸洗再生参数。主要结果如下： （1）间歇操作条件下当废水流量过大时,陶瓷过滤器出现堵塞。吸收液的流量对氨的脱除率有一定影响,但不是特别大,随流量的下降,脱除率略有下降。降低吸收液浓度,分离效果大大减低。原料液pH值对废水处理的效果影响明显,当pH值达到11以上时,脱除率保持在了93%以上。悬浮液较高会降低分离效果,当含量为20.0mg/1以下时,影响方可忽略。 （2）连续操作条件下随操作时间的延长,陶瓷过滤器堵塞情况严重。吸收液的流量对氨的去除率有一定影响,但不是特别大,随流量的下降,脱除率略有下降。在连续操作条件下,吸收液进行循环使用,发现经过一定循环周期,吸收液浓度大大降低,脱除率随之下降,成为连续操作条件下影响脱除率的主要因素之一,因此在工艺中必须不断补充吸收液。其他影响因素较间歇操作无明显区别。 （3）长时间的运行后,组件的分离效果将大大降低,既有吸收液的原因,也有膜组件失活的因素。通过对酸液清洗膜组件过程的讨论,分析结果,得出膜组件在间歇操作条件下只需要简单的水反洗即可获取有效的清洗效果,连续操作中则需要经过水～酸～水的方式,利用pH值为5-6的稀硫酸清洗后脱除效率可基本恢复。