一、核心技術

膜吸收法脫氨技術是一種將物理或化學吸收和膜分離相結合的一種新型高效脫氨技術。首先，在氨氮廢水中加入一定量的堿液調節pH值，氨氮在水中存在著離解平衡，隨著pH升高，氨在水發生解離，當pH高于11時，廢水中98%的氨解離成游離態的NH₃。調節pH值后氨已解離的氨氮廢水和稀硫酸吸收液分別進入膜接觸器的管程和殼程，由于廢水中氨已經解離成NH₃，NH₃會逐漸從氣液界面揮發出來，擴散透過疏水多孔PTFE膜的膜孔進入稀硫酸中被吸收。微觀反應過程見圖。

高氨氮廢水膜吸收過程反應簡圖

中空纖維結構的疏水PTFE膜具有非常高的比表面積，并為兩相傳質提供了傳質界面。由于PTFE材料具有良好的疏水性和化學穩定性，相比其他膜材，如PP或者PVDF等材料，PTFE膜使用壽命長，運行性能穩定。

在傳統吹脫法工藝中，加堿解離后的高氨氮廢水首先進入吹脫塔，使用大量的壓縮空氣進行吹脫，吹脫后的廢氣需進入酸吸收塔將廢氣中氨氣吸收，以免進入大氣污染環境。

在膜吸收工藝中，膜接觸器完整地替代了吹脫塔和解吸塔的功能，將其組合到一個膜接觸器的整體中，在膜接觸器中，可以同時進行氨氣解吸和吸收過程，由于膜接觸器中的PTFE中空纖維膜為細絲結構，接觸面積大，反應效率提高，可以大大降低設備占地面積。另外，由于膜吸收過程未使用到空氣吹脫，因此不會帶來過程的二次污染，具有很強的技術優勢。

中空纖維膜絲及膜組件圖

高氨氮廢水處理系統包括預處理裝置、PH調節裝置、膜組件、酸循環裝置、清洗裝置，以上系統裝置通過配套的管道、閥門和儀表連接成一套高氨氮廢水資源化處理系統，系統工藝流程如下圖所示。

高氨氮廢水膜吸收工藝流程圖

二、技術特點

膜吸收法脫氨技術的特點主要有：

（1）傳質推動力大，氨氮脫除效率高。吸收液對氨的吸收是快速反應，吸收液側游離態氨的濃度嚴格為零，這提供了傳質過程的最大推動力，使廢水中的氨氮可有效脫除至國家允許排放標準以下或指定濃度。

（2）吸收液除可采用硫酸外，還可采用鹽酸、硝酸、可再生吸收劑等，相應的得到的副產品為氯化銨、硝酸銨、氨水等，副產品濃度和純度較高，可回用或外銷以降低廢水處理成本。

（3）采用模塊式撬裝形式，占地面積小，操作靈活方便，可根據現場水質情況調整系統配置。

（4）當傳統的汽提或吹脫過程需要調節廢水pH值時，一般不能使用熟石灰，只能使用NaOH。這是因為汽提過程中隨溫度上升Ca(OH)2溶解度降低使得其從廢水中析出，吹脫過程中廢水中的Ca(OH)2與空氣中的CO2反應生成難溶的CaCO3，均可造成塔內件的結垢和塔器的堵塞，影響設備的使用壽命和正常操作，即使采用抗結垢的塔內件也需頻繁清理塔設備。而穩定膜吸收過程料液不需要和空氣接觸，因而完全沒有以上問題，因而可使用石灰調節溶液pH值，使得操作費用大大節省。

（5）廢水中的氨變為吸收液中的銨僅僅需要透過一層厚度為200微米的疏水膜，不需要鼓動大量的空氣與廢水接觸且在封閉體系內進行，因而也無廢水中的有毒有味組分被吹入大氣的問題，從而避免二次污染，具有很大的環保效益。

（6）采用聚四氟乙烯PTFE膜，耐腐蝕，抗酸堿，運行穩定。

三、應用案例

該套工藝系統已應用在西南某釩礦企業（見下圖），裝置運行穩定，處理水量150t/d，進水氨氮濃度2000-5000mg/L，而出水穩定低于5mg/L以下，其他各項指標達到合同考核要求。由于項目采用PTFE膜吸收組件，在廢水預處理工段業主采用廉價的石灰代替液堿調節PH，大幅度的降低了運營成本。

氨氮廢水處理裝置現場圖