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据《中国环境年报》统计,2011年我国每年排放的高氨氮废水高达260.4万吨,氨氮排放量已远远超过收纳水体的环境容量(是环境容量的4倍),成为地表水体氨氮超标的主要原因及影响地表水水环境质量的主要指标。在“十二五”水专项上,国家在节能减排方面提出了相应的任务和目标,要求新增氨氮的排放率相应比2010年减少10%。因此,开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。膜吸收技术随着时代的发展在水处理行业中的应用日益成熟。本课题采用某公司生产的KJ-H4×28ND型分离膜,以模拟氨氮废水和实际氨氮废水为试验对象,考察膜吸收法对氨氮去除率的影响。本课题通过大量试验,对膜吸收过程中运行工况、吸收液膨胀、膜污染、鸟粪石回收和母液回用等方面进行研究,证明膜吸收法具有较高的氨氮去除率,可以实现氨氮的资源化利用,且设备简单、具有一定的优越性。主要的试验结论总结如下: ①通过正交试验,得到对膜吸收效果影响因素的主次顺序依次为废水pH、废水流速、吸收液流速、废水温度、吸收液浓度; ②通过单因素优化试验,可得出膜系统运行的最佳操作参数为废水pH=10.5、废水流速v=7.08cm/s(Q=80L/h)、废水温度T=25℃、吸收液浓度N=1.2%、流速v=10.28cm/s(Q=120L/h);采用“废水走管程,吸收液走壳程,两者逆向流动”的流动方式; ③对于废水中氨氮浓度为2000mg/L-10000mg/L的废水,得到废水中氨氮浓度与渗透通量的拟合方程,通过该方程确定渗透零点对应的吸收液浓度,预防吸收液膨胀现象的发生; ④通过考察吸收液种类、废水浓度、吸收液浓度及膜两侧温差对水渗透通量的影响,总结抑制吸收液膨胀的措施分别为:选取磷酸作为吸收液、保证膜两侧的盐浓度一致和提高吸收液侧的温度(一般为5-10℃); ⑤通过4种清洗方法的对比,发现“清水+管程酸洗+壳程碱洗”的清洗效果最好,传质系数K=1.957×10-4m/s,恢复率为78.59%;引起膜污染的主要污染物质为铵盐、Ca(OH)2和Mg(OH)2; ⑥通过对比试验、正交试验和单因素优化试验,分别确定了:最佳沉淀剂为MgCl2·6H2O;化学沉淀法的主次因素顺序为:镁氮比>废水pH>氮磷比>反应温度>反应时间;最佳操作条件:废水pH=8.5、Mg∶N=1.2、N∶P=1.2、反应时间50min及反应温度=35℃;在最佳操作条件下进行MAP试验氨氮去除率达到90%左右; ⑦验证了将MAP反应后的上清液作为吸收液母液进行回收的可行性。随着上清液的不断循环利用,吸收液中的氮磷比维持在1.1~1.2之间, MAP反应的氨氮、总磷的去除率分别为83%和92%左右;母液的损失率为6.5%~9.5%,但可以通过添加清水来弥补由于试验误差和MAP沉淀含水带来的母液损失; ⑧经计算,1L浓度为5000mg/L的氨氮废水,鸟粪石平均产量为24.343g/L,鸟粪石市场售价为4000元/吨,即每吨于氨氮浓度为5000mg/L左右的废水,可以获益97.372元/吨。