申请日2007.04.23
公开(公告)日2007.09.19
IPC分类号C02F1/44; B01D67/00; B01D71/26; B01D71/34
摘要
一种高浓度氨氮废水的处理方法和双相分离膜及其制备方法，它涉及一种废水的处理方法和双相分离膜及其制备方法。双相分离膜按质量份数比由98～102份高分子聚合材料、0.001～5份纤维长度为5～100nm的二氧化钛纤维和0.01～3.5份化纤织物制成。双相分离膜按以下步骤制备：将高分子聚合材料、纳米二氧化钛纤维和化纤织物混合后在160～240℃搅拌0.5～8h，干燥成型即得到双相分离膜。高浓度氨氮废水按以下步骤处理：(一)加入催化剂再进行微波辐照;(二)微波处理过的废水经絮凝沉淀、过滤后调节液体pH值进行双相分离膜处理，即可出水。本发明双相分离膜可承受0.01～5Kg/cm2的压强差。本发明双相分离膜的制备方法简单，易于操作。本发明高浓度氨氮废水的处理方法的运行成本为5～20元/吨，可脱除水体中99%以上的氨氮。
権利要求書
1、双相分离膜，其特征在于双相分离膜按质量份数比由98～102份高分子 聚合材料、0.001～5份纤维长度为5～100nm的二氧化钛纤维和0.01～3.5份化纤 织物制成;其中高分子聚合材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯;化纤织物为丙纶或晴 纶。
2、根据权利要求1所述的双相分离膜，其特征在于双相分离膜按质量份 数比由100份高分子聚合材料、0.01～4.8份纤维长度为10～50nm的二氧化钛纤 维和0.1～3.4份化纤织物制成。
3、制备如权利要求1所述双相分离膜的方法，其特征在于双相分离膜按 以下步骤制备：按质量份数比将98～102份高分子聚合材料、0.001～5份纤维长 度为5～100nm的二氧化钛纤维和0.01～3.5份化纤织物混合，然后在160～240 ℃、搅拌转速为500～3000r/min的情况下搅拌0.5～8h，干燥成型即得到双相分 离膜;其中高分子聚合材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯;化纤织物为丙纶或晴纶。
4、一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于高浓度氨氮废水按以下 步骤处理：(一)按每吨高浓度氨氮废水加入0.2～200g的比例投加催化剂，然 后再进行微波辐照;(二)微波处理过的废水经絮凝沉淀、过滤后调节液体pH 值进行双相分离膜处理，即可出水;其中步骤(一)中的催化剂由氧化铁、氧 化锆、二氧化钛、氧化镍、氧化铝、氧化硅、氯化铁、聚合氯化铁、聚合氯化 铝、聚合硅铝、二氧化锰中的一种或几种组成;所述步骤(一)中微波辐照频 率为2450MHz或915MHz、微波功率为5～30KW、微波辐照时间为1～500s， 废水通过微波场的流速为0.2～1.8m/s;其中步骤(二)中的双相分离膜为权利 要求1中所述的双相分离膜;所述步骤(二)中双相分离膜两侧分别是原料液 和吸收液，原料液的温度为15～60℃、pH值大于9，吸收液为酸性溶液、pH 值小于2，原料液的压强大于吸收液的压强，压强差为0.01～5Kg/cm2。
5、根据权利要求4所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 步骤(二)中絮凝沉淀后的废水依次经过高效过滤器、袋式过滤器和精密过滤 器完成过滤。
6、根据权利要求5所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 废水在高效过滤器、袋式过滤器和精密过滤器中的滤速为5～40m/h。
7、根据权利要求4所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 步骤(二)中絮凝沉淀时间为5～50min。
8、根据权利要求4所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 步骤(二)中1～10组双相分离膜串联进行双相分离膜处理，每组中有2～5列 双相分离膜，每组中的双相分离膜为串联或并联运行。
9、根据权利要求4所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 步骤(二)中经过双相分离膜处理的水再进行生物脱氮处理。
10、根据权利要求4所述的一种高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于 步骤(二)中原料液与吸收液的压强差为1～4Kg/cm2。
说明书
一种高浓度氨氮废水的处理方法和双相分离膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法和双相分离膜及其制备方法。
背景技术
地表水体富营养化造成水环境恶化、饮用水水质下降，近海赤潮达到非常 严重的程度，而引起水体富营养化的关键因素是大量营养物质进入水体，其中 高浓度氨氮废水的排入是引起富营养化的首要因素。
氨氮是多种工业废水的主要成分，包括煤化工业废水、化肥工业废水、制 革工业废水、农药制造废水、炸药制造废水、化工废水等。这些工业废水中氨 氮浓度由几百mg/L到几万mg/L，且水中往往同时具有很高的含盐量和很高浓 度的有机物，十分难于处理。目前采用的除氨氮方法有生物工艺(硝化-反硝 化、同步硝化-反硝化、短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化、好氧反硝化、人工 湿地、藻类养殖、氮硫协同去除法等)、化学工艺(离子交换、吹脱、化学沉淀、 电渗析、电化学处理、湿式催化氧化、折点加氯法等)、物理工艺(反渗透、土 壤灌溉等)。生物工艺和物理工艺只适用于中低浓度(<500mg/L)含氨氮废水 的处理，而目前可以处理高浓度氨氮废水的方法有存在水处理成本高、二次污 染、或能耗高的缺陷。虽然现有的膜吸收技术可以解决能耗高的问题，但存在 氨氮去除率低(仅为60%左右)，材料强度低、耐压性差、易堵塞、易污染的 问题，难以在大规模水处理中运用。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前分离膜强度低、耐压性差、易污染及现有高 浓度氨氮废水处理费用高、运行能耗高、二次污染的问题，而提供的一种高浓 度氨氮废水的处理方法和双相分离膜及其制备方法。
双相分离膜按质量份数比由98～102份高分子聚合材料、0.001～5份纤维长 度为5～100nm的二氧化钛纤维和0.01～3.5份化纤织物制成;其中高分子聚合 材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯;化纤织物为丙纶或晴纶。
如上所述双相分离膜按以下步骤制备：按质量份数比将98～102份高分子 聚合材料、0.001～5份纤维长度为5～100nm的二氧化钛纤维和0.01～3.5份化纤 织物混合，然后在160～240℃、搅拌转速为500～3000r/min的情况下搅拌0.5～8h， 干燥成型即得到双相分离膜;其中高分子聚合材料为聚丙烯或聚偏氟乙烯;化 纤织物为丙纶或晴纶。
高浓度氨氮废水按以下步骤处理：(一)按每吨高浓度氨氮废水加入 0.2～200g的比例投加催化剂，然后再进行微波辐照;(二)微波处理过的废水 经絮凝沉淀、过滤后调节液体pH值进行双相分离膜处理，即可出水;其中步 骤(一)中的催化剂由氧化铁、氧化锆、二氧化钛、氧化镍、氧化铝、氧化硅、 氯化铁、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚合硅铝、二氧化锰中的一种或几种组成; 所述步骤(一)中微波辐照频率为2450MHz或915MHz、微波功率为5～30KW、 微波辐照时间为1～500s，废水通过微波场的流速为0.2～1.8m/s;其中步骤(二) 中的双相分离膜为以上所述的双相分离膜;所述步骤(二)中双相分离膜两侧 分别是原料液和吸收液，原料液的温度为15～60℃、pH值大于9，吸收液为酸 性溶液、pH值小于2，原料液的压强大于吸收液的压强，压强差为 0.01～5Kg/cm2。
本发明双相分离膜的强度高、耐压性强，可以承受5～6Kg/cm2的压强差， 而且加入了纳米材料，双相分离膜的抗污染性提高了2～3倍，不易堵塞、更便 于清洗，可用于大规模水处理。
本发明双相分离膜的制备方法简单，易于操作。
本发明高浓度氨氮废水的处理方法是利用微波与催化剂的协同作用下对 高浓度氨氮废水进行处理，实现了高浓度氨氮废水的强化絮凝，大幅降低了水 体中有机物的浓度，减少了后续膜污染的可能性;然后再利用双相分离膜将氨 氮从水体中分离出来。本发明高浓度氨氮废水的处理方法的运行成本为10～20 元/吨，仅为现行吹脱除氨氮方法的1/5。本发明高浓度氨氮废水的处理方法可 脱除水体中99%以上的氨氮，不仅大幅降低了氨氮向水环境中的排放量，还有 效地回收了氨氮资源，而且酸性吸收液经处理后可循环使用，大量的节省了水 资源，降低了40%～90%的生产成本。本发明高浓度氨氮废水的处理方法所用 设备占地面积小，操作管理方便，适合各种规模的高浓度氨氮废水处理。本发 明高浓度氨氮废水的处理方法不造成二次污染。本发明高浓度氨氮废水的处理 方法可处理氨氮浓度为50000mg/L的废水，而且由于所使用的双相分离膜强 度高、不易破损、处理能力大幅提高，日处理能力为50～6000吨。