鄭 超，仰建新，羊一舟，蔣一明

（浙江禾田化工有限公司，浙江 杭州 310023）

0 前言

農(nóng)藥合成所需原料往往包括有機(jī)溶劑、含N、P、S等有機(jī)反應(yīng)物，同時(shí)生產(chǎn)工藝中很多需要水洗去除雜質(zhì)，兩者結(jié)合之下將會(huì)產(chǎn)生大量廢水，且COD、氨氮（表現(xiàn)為有機(jī)氮）等含量高，給廢水處置帶來(lái)了極大難題，尤其在目前環(huán)保監(jiān)管趨嚴(yán)的形勢(shì)下，成為制約產(chǎn)能擴(kuò)大的關(guān)鍵因素?？紤]到氨氮對(duì)廢水可生化性的影響，首先需要預(yù)處理去除氨氮。吹脫法是比較普遍的預(yù)處理方式，然而由于農(nóng)藥廢水氨氮（有機(jī)氮）很多為小分子有機(jī)胺類，具備一定溶解性，實(shí)際效果不是很理想。本文采用膜法脫氨為主的方式，首先去除廢水中的氨氮，從而保障預(yù)處理后的廢水可以順利進(jìn)入生化裝置，最終達(dá)標(biāo)處置廢水。

膜脫氨工藝屬于吹脫法，采用傳質(zhì)速度理論和氣液平衡理論。在氣液兩相系統(tǒng)中，溶質(zhì)氣體在氣相中的分壓與該氣體在液相中的濃度成正比。當(dāng)該組分的氣相分壓低于其溶液中該組分濃度對(duì)應(yīng)的氣相平衡分壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生溶質(zhì)組分從液相向氣相的傳質(zhì)。傳質(zhì)速度取決于組分平衡分壓和氣相分壓的差值。脫氣膜中裝有大量的中空纖維可以擴(kuò)大氣液界面的面積，從而使脫氣速度加快。液相中的待脫除氣體組分通過(guò)膜后進(jìn)入膜的另一側(cè)，通過(guò)吸收液進(jìn)行吸附或脫除，達(dá)到分離的目的。膜脫氨工藝優(yōu)點(diǎn)明顯，首先膜脫氣系統(tǒng)大大增加了氣液接觸面，氣液分離路徑最短，可以有效保證氣液分離效果。其次，膜脫氣系統(tǒng)提供了一個(gè)封閉的運(yùn)行環(huán)境，不會(huì)將其它污染物帶入系統(tǒng)，出水水質(zhì)有很好的保證。再者整個(gè)工藝模塊化設(shè)計(jì)安裝方便，占地面積小，易于擴(kuò)容[1-2]。脫氣示例如圖1所示。

圖1 亨利定律:P1=H1·X1

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)的膜法脫氨成套試驗(yàn)設(shè)備具體包括原水泵、原水水箱（配加熱裝置）、過(guò)濾器、脫氨膜元件、硫酸水箱、在線儀表（溫度、壓力、pH）、配套管路和閥門等。所用到的檢測(cè)儀器為氨氮快速測(cè)定儀（納氏試劑分光光度法）。所用到的藥劑包括：濃硫酸（98%）、液堿（30%）等，氨氮檢測(cè)所用到的藥劑為氨氮檢測(cè)儀配套自帶。其中試驗(yàn)所采用脫氣膜的材料目前主要使用聚丙烯高分子聚合物材料，經(jīng)特殊處理后的疏水脫氣膜絲封裝在膜殼中組成膜脫氣組件。

本次試驗(yàn)廢水為公司生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，由于工藝、原料以及對(duì)廢水處置的影響，主要分為兩種，分別為含硫廢水與非含硫廢水。

2 試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)論

試驗(yàn)廢水經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理后即進(jìn)入膜脫氨系統(tǒng)，具體流程如圖2。根據(jù)廢水含硫與否，先后進(jìn)行試驗(yàn)1和試驗(yàn)2。

圖2 脫氨試驗(yàn)工藝流程框圖

2.1 試驗(yàn)1，非含硫廢水的脫氨

試驗(yàn)條件：出酸pH＜2，出水壓力0.1 MPa，進(jìn)酸壓力0.07 MPa，進(jìn)水水溫40℃，運(yùn)行流量200 L/h，運(yùn)行水量200 L。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表2膜對(duì)含硫廢水的脫氨效果

結(jié)果分析：該膜對(duì)非含硫廢水具有非常好的脫除氨氮效果，廢水不會(huì)對(duì)膜的性能有影響，且脫出極限也沒(méi)有問(wèn)題。本身廢水呈強(qiáng)堿性，加堿費(fèi)用較低。

2.2 試驗(yàn)2，含硫廢水的脫氨

試驗(yàn)條件：出酸pH＜2，出水壓力0.1 MPa，進(jìn)酸壓力0.07 MPa，進(jìn)水水溫40℃，運(yùn)行流量200 L/h，運(yùn)行水量200 L。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

3 結(jié)果分析

（1）膜對(duì)含硫廢水的脫除氨氮效果不是很理想。但結(jié)合總氮來(lái)看的話，處理效果還是很好的，經(jīng)分析應(yīng)該是廢水中的硫和納氏試劑反應(yīng)，影響了氨氮的化驗(yàn)結(jié)果。其中硫脲廢水加堿量很大，處理成本較高。

表1 膜對(duì)非含硫廢水的脫氨效果

（2）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，脫氨膜性能良好，尤其對(duì)于非含硫廢水中氨氮去除技術(shù)上可行，可靠性好，運(yùn)行方便，可以根據(jù)不同濃度的進(jìn)水和不同的出水氨氮要求設(shè)計(jì)出合理的膜元件排列，整體占地面積和空間與同規(guī)模其他脫氨技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢(shì)。另外目前電解法除氨氮在技術(shù)上不斷得到突破，尤其是能耗極大下降這一點(diǎn)為該法的工業(yè)化普及奠定了良好的基礎(chǔ)。