一、膜脫氨原理

氨氮在水中存在以下離解平衡：

廢水中 PH 提高或者溫度上升時(shí)，銨根離子NH4 +變成游離的氣態(tài)NH3。系統(tǒng)運(yùn)行中，含氨氮廢水在膜組件的殼程（中空纖維膜絲的外側(cè)）流動(dòng)，酸吸收液在膜組件的管程（中空纖維的內(nèi)側(cè)）流動(dòng)。廢水中氣態(tài)NH3分壓高于酸側(cè)，NH3氣體會(huì)透過(guò)中空纖維壁的疏水微孔進(jìn)入酸吸收液，酸吸收液又立刻將氣態(tài)NH3變成離子態(tài)的NH4 +。這樣酸側(cè)NH3分壓永遠(yuǎn)為0，水側(cè)NH3就會(huì)源源不斷地向吸收液相遷移。廢水側(cè)的氨氮濃度不斷下降，直至達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)。

二、處理方案說(shuō)明

本工藝采用的是“基于中空纖維膜接觸器的氨氮脫除技術(shù)”，吸收酸選取硫酸，在將廢水中的氨氮脫除到排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，會(huì)副產(chǎn)純凈的硫酸銨溶液。本工藝設(shè)計(jì)中空纖維膜接觸器選用美國(guó) 3M 集團(tuán)旗下的 MEMBRANA 公司 Liqui-cel 系列產(chǎn)品或市場(chǎng)上可替代的同類產(chǎn)品。MEMBRANA 的 Liqui-cel 系列膜接觸器 已經(jīng)成熟應(yīng)用30 多年。全球范圍內(nèi)有眾多膜系統(tǒng)集成商和研發(fā)機(jī)構(gòu)基于該產(chǎn)品 開發(fā)出上百種應(yīng)用，例如：芯片制造所需的超純水脫氧（<1ppb）、電廠鍋爐補(bǔ) 給水除氧（<7ppb）、油田回注水除氧、紅酒啤酒飲料水中氣體控制（脫除的同時(shí)添加氣體）、各種廢水中的氨氮脫除、水中揮發(fā)性污染物的脫除、廢氣中有害 氣體的脫除、電廠煙氣二氧化碳捕捉等等。至2006 年，采用該技術(shù)進(jìn)行水中氣 體控制的總水量已經(jīng)達(dá)到 23.3 萬(wàn)噸/小時(shí)，已經(jīng)建立了穩(wěn)固的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，有廣闊的發(fā)展前景。目前，該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代，其經(jīng)濟(jì)性、可選擇性、易獲取性都有很大提高，適合在國(guó)內(nèi)推廣使用。本項(xiàng)目基于國(guó)際領(lǐng)先的3M 公司Liqui-cel 8X28 膜組件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，實(shí)際 采購(gòu)可選用國(guó)內(nèi)或者杜邦公司等同類替代產(chǎn)品，降低設(shè)備造價(jià)的同時(shí)可以獲得良 好的技術(shù)支持和售后服務(wù)。初步設(shè)計(jì)工藝路線如下：

工藝描述： 膜脫氨系統(tǒng)包含：原水調(diào)節(jié)單元、膜脫氨單元、酸循環(huán)單元、硫酸銨外送單元等。 

原水調(diào)節(jié)單元：原水需要調(diào)節(jié)溫度在35~38℃，高濃的 PH 調(diào)節(jié)建議采用石灰，可以降低成本。

膜脫氨單元：原水經(jīng)超濾后進(jìn)膜脫氨系統(tǒng)，水走膜絲外側(cè)，吸收酸走膜絲內(nèi)側(cè)。氨氮以氣態(tài)形式由水側(cè)向酸側(cè)遷移，與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨。水側(cè)氨氮不斷減少，從1200ppm脫除到<3ppm。設(shè)置單獨(dú)的清洗水箱，管路與脫氨單元共用。當(dāng)膜的脫除效率下降，啟動(dòng)清洗，恢復(fù)膜的脫除性能。 

酸循環(huán)單元：PH=1~2 的吸收酸在膜絲內(nèi)側(cè)吸收水側(cè)的氨氣以后，PH上升至>2，吸氨能力降低。通過(guò)添加硫酸，回調(diào) PH=1~2，恢復(fù)吸氨能力后，循環(huán)進(jìn)入脫氨膜。 

硫酸銨結(jié)晶：本工藝會(huì)副產(chǎn)硫酸銨，根據(jù)進(jìn)口氨氮和脫除要求的不同，硫酸銨濃度也不相同。所產(chǎn)硫酸銨溶液純凈，可以進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶資源化利用。