高效節能氣態膜分離過程用于垃圾滲濾液氨氮脫除回收工程案例介紹.pdf

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1、高效節能氣態膜分離過程用高效節能氣態膜分離過程用于垃圾滲濾液氨氮脫除于垃圾滲濾液氨氮脫除/回回收工程案例收工程案例介紹介紹天津大學化工學院天津大學化工學院 外籍教授、博士生導師外籍教授、博士生導師潔海瑞泉膜技術（天津）有限公司潔海瑞泉膜技術（天津）有限公司 董事長董事長 杭州杭州 2023.2.252023.2.25秦英杰秦英杰 博士博士1234氨氮廢水治理需求氣態膜法脫氨技術簡介潔海瑞泉氣態膜技術優勢氣態膜分離工程應用案例目錄 眾多行業產生氨氮廢水：眾多行業產生氨氮廢水：工業、農業、城市污水等工業、農業、城市污水等 氨氮濃度范圍廣氨氮濃度范圍廣 氨氮廢水排放量大氨氮廢水排放量大我國氨氮廢水量

2、大面廣大氣污染：氮氧化物，氮氧化物，光化學煙霧，光化學煙霧，PM2.5，陰霾源頭。陰霾源頭。氨氮廢水資源化、達標治理，是政府、環保工作者、企業用戶的共同訴求。1.氨氮廢水治理需求水體污染：水質發黑水質發黑發臭，水體富營養化，發臭，水體富營養化，抑制生物活性。抑制生物活性。1.氨氮廢水治理需求高嗅覺敏感性高嗅覺敏感性：刺激性惡臭，嗅覺刺激性惡臭，嗅覺閾值閾值0.7mg/m3高揮發性高揮發性：0-5%稀氨水的氣稀氨水的氣液平衡符合亨利定液平衡符合亨利定律，律，室溫下室溫下氨氨/水的水的相對揮發度為相對揮發度為36毒性毒性：對人體的眼、鼻、對人體的眼、鼻、喉等有刺激作用喉等有刺激作用高絡合性高絡合性

3、：與銀、銅、鎳、鈷、與銀、銅、鎳、鈷、錳、鋅、鉻、鎘等錳、鋅、鉻、鎘等重金屬離子形成可重金屬離子形成可溶性絡合物溶性絡合物高水溶性高水溶性：常溫常壓下，氨水常溫常壓下，氨水溶解度可達溶解度可達32%弱堿性弱堿性：NH4+NH3+H+其解離常數其解離常數pKa=9.25氨的物理化學生物特性氨的物理化學生物特性1.氨氮廢水治理需求目前有目前有13項可規?；瘧玫膹U水脫氨技術，各有利弊：項可規?；瘧玫膹U水脫氨技術，各有利弊：-生化生化 -精餾（蒸餾、汽提）精餾（蒸餾、汽提）-吹脫（解吸、氣提）吹脫（解吸、氣提）-氧化氧化 -離子交換離子交換 -沸石吸附沸石吸附 -鳥糞石沉淀鳥糞石沉淀 -電滲析電滲

4、析 -反滲透反滲透 -納濾納濾 -多效蒸發、多級閃蒸多效蒸發、多級閃蒸 -厭氧氨氧化厭氧氨氧化 -氣態膜分離氣態膜分離亟需節能、高效、經濟、可規?；瘧玫膹U水脫氨技術亟需節能、高效、經濟、可規?；瘧玫膹U水脫氨技術 物耗高、物耗高、能耗高能耗高2.氣態膜法脫氨技術簡介支撐氣膜、透膜解吸支撐氣膜、透膜解吸-吸收、液吸收、液-液膜吸收液膜吸收膜解吸、膜吸收、膜解吸、膜吸收、氣膜、脫氣膜、脫氨膜氣膜、脫氣膜、脫氨膜特征：疏水微孔膜兩側分別流過含氨廢水和酸性吸收液（膜壁微孔特征：疏水微孔膜兩側分別流過含氨廢水和酸性吸收液（膜壁微孔充滿氣體），以膜兩側氨分壓差為驅動力，解吸和化學吸收同時發充滿氣體），以

5、膜兩側氨分壓差為驅動力，解吸和化學吸收同時發生。生。含氨料液含氨料液脫氨后溶液脫氨后溶液H2SO4溶液溶液(NH4)2SO4名不正言不順2.氣態膜法脫氨技術簡介-特點氣提塔氣提塔+化學吸收塔化學吸收塔,或汽提塔或汽提塔+中和反應器的中和反應器的微觀組合微觀組合直接推動力直接推動力：自發的酸堿中和反應或氧化還原反應：自發的酸堿中和反應或氧化還原反應同一設備同一設備同時實現同時實現揮發性物質的分離（脫除）與富集揮發性物質的分離（脫除）與富集膜吸收側游離揮發性物質的飽和蒸汽壓嚴格為零，提膜吸收側游離揮發性物質的飽和蒸汽壓嚴格為零，提供供最大傳質推動力最大傳質推動力汽液傳質界面大，汽液傳質界面大，傳質

6、效率高傳質效率高近常壓操作，操作條件溫和，近常壓操作，操作條件溫和，操作費用低操作費用低疏水膜材料建造，無腐蝕，疏水膜材料建造，無腐蝕，操作性能穩定操作性能穩定2.氣態膜法脫氨技術簡介-數學模型具體過程詳見文獻：Qin Y J,Cabral JMS,Lumen mass transfer in hollow-fiber membrane processes with constant external resistances.AIChE Journal,1997.43(8):19751988.中空纖維微孔疏水膜脫氨過程傳質數學模型中空纖維微孔疏水膜脫氨過程傳質數學模型 ln(C0/C1)=KS

7、/Q K,總傳質系數總傳質系數,m/s Q,處理量處理量,m3/s S,有效膜面積（基于內徑）有效膜面積（基于內徑）,m2 C0,廢水進口氨氮值廢水進口氨氮值,mg/L C1,廢水出口氨氮值廢水出口氨氮值,mg/L表征膜性能的重要參數2.氣態膜法脫氨技術簡介-特殊優勢傳質推動力大，廢水氨氮濃度不影響脫除率料液無返混比表面積大省電，能耗低ln(C0/Cz)=KS/Q填料塔：填料塔：500-1200m2/m3膜組件：膜組件：3000-6000m2/m3新型氣態膜：噸水電耗90氣態膜膜絲特點：疏水、多孔氣態膜膜絲特點：疏水、多孔PP（熔融拉伸）（熔融拉伸）PP（熱致相分離）（熱致相分離）max/co

8、s2rBPPPLentryvapliqL，液體表面張力；，液體表面張力；，液固接觸角，液固接觸角，rmax，膜上最大微孔的半徑；，膜上最大微孔的半徑；B，形狀校正因子。，形狀校正因子。Laplace方程：方程：影響因素：影響因素：1）表面自由能：化學）表面自由能：化學結構、組成結構、組成2）表面微細結構：粗）表面微細結構：粗糙表面能增強疏水性糙表面能增強疏水性3.垃圾滲濾液處理的新邏輯1）垃圾滲濾液特點：高氨氮、高COD、低表面張力；2）某些地方日處理量比較大；3）考慮以硫酸銨形式回收其中的氨；4）新過程力求過程性能穩定，高效節能；5）與現有的工藝路線相結合，不產生新的固廢、液廢。采用的新技術

9、包括氣態膜過程和樹脂吸附3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢三十載技術研發積淀，孜孜不倦三十載技術研發積淀，孜孜不倦十三年市場探索推廣，持之以恒十三年市場探索推廣，持之以恒國家高新技術企業國家高新技術企業/ISO9001/ISO9001、ISO14001ISO14001、ISO45001ISO45001認證企業認證企業技術儲備豐厚高性能/高性價比/多規格/多行業領域自主生產PP、PTFE膜、膜組件及設備小試實驗-中試示范-工業應用設計、實施、調試、運行，脫氨設備問題診斷與改造工程應用項目多免費廢水水質分析/預處理協同/達標后處理提供技術咨詢、技術服務自主發明專利技術廢水預處理/副產物種類多/寬氨氮范圍/

10、多行業領域專業專注卓越3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢根植于技術：已：已授權發明專利授權發明專利7項、實用新型項、實用新型20余項余項3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢純水測漏壓力純水測漏壓力0.35MPa價格低，疏水性、物價格低，疏水性、物化性能較好化性能較好總傳質系數比國內同總傳質系數比國內同類產品高出類產品高出0.51.0倍倍純水測漏壓力純水測漏壓力0.15MPa疏水性好，耐腐蝕性好，疏水性好，耐腐蝕性好，使用壽命長，價格高使用壽命長，價格高用于多種高濃度、含腐蝕用于多種高濃度、含腐蝕性、低表面張力等特殊體性、低表面張力等特殊體系料液系料液 產能產能 30萬萬 m2/年年 處理能力處理能力14萬萬 t

11、/d K=4 12x10-6 m/s 比表面積高：比表面積高：30005000m2/m3PP中空纖維膜中空纖維膜PTFE中空纖維膜中空纖維膜氣態膜組件氣態膜組件量化生產量化生產性能穩定性能穩定性價比高性價比高立足于產品工程服務膜法脫氨工藝脫氨膜組件3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢成長于創新常規常規(NH4)2SO4 NH4Cl、NH3H2O膜法脫氨副產物膜法脫氨副產物操作費用操作費用能耗、電耗、能耗、電耗、蒸汽、藥劑蒸汽、藥劑自主生產自主生產多模式合作多模式合作水質分析、技術方案，水質分析、技術方案，工程報價、工藝改造、工程報價、工藝改造、現場安裝、設備調試、現場安裝、設備調試、定期維護、技術咨詢定

12、期維護、技術咨詢性能、價格、性能、價格、使用壽命使用壽命可逆吸收可逆吸收&不可逆吸收不可逆吸收3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢第一個工程項目河北石家莊某制藥廠廢水，50t/d，2010年11月山東某材料廠氨氮廢水治理,720m3/d2016年11月目前處理量最大河北某化工廠氨氮廢水，2440m3/d，2019年2月發展于項目 穩定運行最長3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢n現有工程項目規模累計超現有工程項目規模累計超45000t/dn應用領域應用領域：化工、材料、制：化工、材料、制藥、有色金屬冶煉、電廠、藥、有色金屬冶煉、電廠、垃圾滲濾液等垃圾滲濾液等 n氨氮濃度氨氮濃度最高：最高：30000mg/L 最低

13、：最低：150mg/L 常見范圍：常見范圍：500-5000mg/Ln項目實施地項目實施地：河北、山東、河北、山東、河南、湖南、廣西、廣東、河南、湖南、廣西、廣東、上海、江西、貴州、四川、上海、江西、貴州、四川、內蒙古、遼寧、重慶內蒙古、遼寧、重慶等3.潔海瑞泉氣態膜技術優勢-相對物化過程技術技術技術特點技術特點預處理預處理石灰石灰調調pH投資成本投資成本運行成本運行成本*使用壽命使用壽命一次一次達標達標氣態膜氣態膜產品銨鹽，產品銨鹽，能耗低能耗低#嚴格嚴格#較易較易0.3-1.2萬萬元元/噸噸 15%，蒸發結晶用于生產硫酸銨，外銷，蒸發結晶用于生產硫酸銨，外銷2017年年11月起穩定運行月起

14、穩定運行4.氣態膜分離工程應用案例廣西某錳材料公司廣西某錳材料公司氨氮廢水處理氨氮廢水處理廢水：廢水：氨氮濃度氨氮濃度 900mg/L，錳離子，錳離子800mg/L，1500t/d 處理效果：處理效果：氨氮氨氮15mg/L，副產物，副產物10-12%硫酸銨硫酸銨2020年年11月份完成驗收月份完成驗收4.氣態膜分離工程應用案例 攀枝花釩冶攀枝花釩冶廢水廢水氨氮氨氮處理處理（二期）（二期）廢水：廢水：氨氮氨氮230400mg/L，硫酸鈉及氯化鈉混鹽硫酸鈉及氯化鈉混鹽4%，600t/d 處理效果：處理效果：氨氮氨氮20mg/L，副產物副產物8-10%硫酸銨硫酸銨 2021年年9月完成驗收月完成驗收

15、4.氣態膜分離工程應用案例 貴州銅仁某公司錳渣廢水脫氨項目貴州銅仁某公司錳渣廢水脫氨項目 廢水：廢水：氨氮氨氮800mg/L，含鈣、鎂、錳等，含鈣、鎂、錳等，800t/d 處理效果：處理效果：氨氮氨氮30mg/L，副產物副產物10%硫酸銨硫酸銨 2021年年11月完成驗收月完成驗收4.氣態膜分離工程應用案例 黑龍江釩冶黑龍江釩冶廢水廢水氨氮氨氮處理處理（一期）（一期）廢水：廢水：氨氮氨氮20004300mg/L，1200m3/d 處理目標：處理目標：氨氮氨氮10mg/L，副產物，副產物20%硫酸銨硫酸銨4.氣態膜分離工程應用案例湖南某材料廠氨氮廢水湖南某材料廠氨氮廢水 廢水：廢水：氨氮約氨氮約

16、8000mg/L，240t/d 處理效果：處理效果：氨氮氨氮15mg/L，副產氨水，副產氨水20%，回用，回用潔海脫氨膜組件，高效服務潔海脫氨膜組件，高效服務2727個月個月，因跑料事故致系統崩潰，因跑料事故致系統崩潰終結使用。終結使用。低價所購膜組件，使用低價所購膜組件，使用0.130.13個月個月即出現問題，新換組件增加各方即出現問題，新換組件增加各方面成本，雙方糾紛不斷面成本，雙方糾紛不斷5.氣態膜脫氨工程教訓總結-全行業狀況、非某公司狀況氣態膜法廢水脫氨工程應用失敗的案例氣態膜法廢水脫氨工程應用失敗的案例項目基本信息項目基本信息結局結局直接原因直接原因本質原因本質原因廣東，100t/d

17、，垃圾滲濾液，泡沫分離預處理膜組件使用壽命8個月膜組件膜組件漏漏預處理不到位預處理不到位山東，720t/d，副產物氯化銨，投資370萬無法正常運行無法正常運行膜組件膜組件漏漏膜組件性能差膜組件性能差湖南，電解錳滲濾液項目，投資近千萬沒有開車成功沒有開車成功膜組件膜組件堵堵工藝待優化，工藝待優化，膜組件性能差膜組件性能差河北，360支8吋膜組件運行半年后脫氨性能突然運行半年后脫氨性能突然下降下降膜組件膜組件漏漏用戶不按規程操作，用戶不按規程操作，余氯嚴重超標，余氯嚴重超標，（300mg/L）湖南貴州等地，三元前驅體氨氮廢水處理多個膜公司參與，多個膜公司參與，上千支上千支膜組件報廢，現場成了膜膜組

18、件報廢，現場成了膜組件的組件的“墳場墳場”膜組件堵+漏膜組件性能差，用膜組件性能差，用戶和工程公司都不戶和工程公司都不了解廢水理化性質了解廢水理化性質5.氣態膜分離工程應用總結-多地閑棄的廢水脫氨膜組件5.氣態膜分離工程應用總結-膜堅強膜組件使用膜組件使用年齡年齡已經超過已經超過5年年，大大超過期望值！，大大超過期望值！堵塞前膜組件斷面堵塞前膜組件斷面堵塞后膜組件斷面堵塞后膜組件斷面5.氣態膜分離工程應用總結 專業知識專業知識 長于技術長于技術 工程經驗豐富工程經驗豐富 認證參加培訓認證參加培訓 嚴格合規操作嚴格合規操作 及時反饋異常及時反饋異常 傳質系數高，膜面積大傳質系數高，膜面積大 價格

19、適中，使用壽命長價格適中，使用壽命長 預處理預處理 膜法脫氨膜法脫氨 后處理后處理 技術人技術人員員膜組件膜組件脫氨工藝脫氨工藝操作人操作人員員 5.總結I.廢水中氨氮從廢水中氨氮從10030000mg/L脫除至脫除至50mg/L乃乃至至15mg/L甚至甚至3mg/L以下以下，滿足企業要求；，滿足企業要求；II.膜法脫氨副產物為高濃硫酸銨、氯化銨、硝酸膜法脫氨副產物為高濃硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、氨水，任客戶選擇；銨、氨水，任客戶選擇；III.復雜氨氮廢水的綜合達標治理。復雜氨氮廢水的綜合達標治理。氣態膜法廢水脫氨氣態膜法廢水脫氨技術高效、節能、無二次污染技術高效、節能、無二次污染 既可作為某些廢水處理的既可作為某些廢水處理的“開路先鋒開路先鋒”，也可作為也可作為 “殿后殿后部隊部隊”，應用于多種行業氨氮廢水處理及氨資源化回收應用于多種行業氨氮廢水處理及氨資源化回收:謝謝！秦英杰 教授155-2250-0168(微信)潔海瑞泉膜技術（天津）有限公司