高浓度硝酸铵废水处理的实验研究

摘要

硝酸铵行业蒸发冷凝水中硝酸铵和氨的含量较高。对于该种废水，目前还不存在技术成熟并经济合理的处理措施。一些企业采用兑水的方法稀释排放，严重污染环境。如何更有效地处理高浓度硝酸铵废水并回收资源是国内外废水处理研究的重点之一。
　　 本论文采用反渗透工艺和电渗析工艺对高浓度硝酸铵废水进行实验研究。反渗透处理选用SW型海水淡化膜，电渗析处理选用SED型化工分离膜。反渗透实验研究了进水压力、操作温度、废水pH值、进水流量、进水浓度对该废水处理效果的影响及二级反渗透处理所能达到的效果。实验结果表明，随着压力的上升去除率增加；操作温度上升去除率下降；pH值对去除率的影响较小；进水浓度的上升去除率下降。含硝酸铵1.50×104mg/L的废水经过反渗透循环处理后浓水中硝酸铵的浓度可达到8.05×104mg/L，产水中硝酸铵的浓度平均为1.18×103mg/L，反渗透循环处理过程中对硝酸铵的去除率可达到97.1％～95.3％。当二级反渗透处理的回收率为85％时，产水中硝酸铵的浓度为51mg/L。电渗析实验研究了淡水流量、操作电流、操作温度、pH值对硝酸铵废水处理效果的影响。实验结果表明，随着淡水流量的增加浓缩效果提高；操作电流增加浓缩效果提高；操作温度增加浓缩效果下降，但操作电压下降；废水pH值为6时浓缩效果最佳。含硝酸铵1.50×104mg/L的废水经过电渗析处理后浓水中硝酸铵的浓度可达8.03×104mg/L，淡水中硝酸铵的浓度降为2.41×103mg/L。对于一级分离浓缩处理，从浓缩处理效果和能耗因素看，反渗透工艺比电渗析工艺更具优势。含硝酸铵8.00×104mg/L的废水经过二级电渗析处理，浓水中硝酸铵的浓度可达17.05×104mg/L，淡水中硝酸铵的浓度降为4.10×103mg/L。
　　 通过分析和总结两种处理工艺的实验结果，可得出优化的处理工艺流程：反渗透处理工艺将废水浓缩到含硝酸铵8.00×104mg/L，串联电渗析处理工艺将废水浓缩到含硝酸铵17.05×104mg/L，二级反渗透处理工艺将一级反渗透的产水淡化到含硝酸铵51mg/L。
　　 本实验研究所采用的反渗透与电渗析组合工艺为首次用于处理高浓度硝酸铵废水。该处理技术与现有的处理技术相比在处理效果和能耗方面均有改进，达到节能减排和资源回收的效果。本实验研究成果对高浓度硝酸铵废水的处理具有理论意义和实际应用价值。