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龍?jiān)雌诳W(wǎng) 氨氮水處理技術(shù)應(yīng)用 作者：周峰 殷衛(wèi)榮 來(lái)源：《城市建設(shè)理論研究》 2013 年第 30 期 摘要：介紹硝酸銨化肥產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程水處理工藝的運(yùn)行情況，并對(duì)工藝中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行 了總結(jié)。 關(guān)鍵詞：氨氮；水處理；硝銨；電滲析 中圖分類(lèi)號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 硝酸銨化肥產(chǎn)品的生產(chǎn)是用 50％左右的稀硝酸與氨氣進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中放出大 量的熱，中和液中的水吸熱氣化，最終得到 75％左右的硝酸銨濃液，進(jìn)一步蒸發(fā)，最終得到 硝酸銨。生產(chǎn)硝酸銨過(guò)程中所產(chǎn)生的蒸汽冷凝為冷凝廢水，冷凝廢水中含有可利用的硝酸銨及 氨氨氣檢測(cè)儀過(guò)濾桶，若直接排放，嚴(yán)重污染環(huán)境，同時(shí)白白浪費(fèi)其中可回收利用物質(zhì)。 為了回收利用這些冷凝液，對(duì)這些廢液使用電滲析膜的方法對(duì)其進(jìn)行處理。即將送來(lái)的冷 凝液中和到設(shè)定的 pH 值，在電場(chǎng)力作用下利用膜分離原理將冷凝液分離成濃縮溶液和淡化工 藝合格水，濃縮溶液輸送到再中和器進(jìn)行回收利用，NH3-N 含量≤15mg/l 的淡化工藝合格水輸 送到循環(huán)水池作為補(bǔ)充水。 1 中和調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在進(jìn)行氨氮水處理時(shí)，若將冷凝水中少量的氨或硝酸銨直接進(jìn)入電滲析系統(tǒng)，會(huì)對(duì)電滲析 膜堆體造成損壞，降低膜堆的使用壽命，排放水也不能達(dá)標(biāo)。

在冷凝液進(jìn)入電滲析系統(tǒng)前加一 套中和裝置就能解決這個(gè)問(wèn)題。即加入少量的稀硝酸或少量的氨氣，在常溫常壓下進(jìn)行中和反 應(yīng)，生成硝酸銨。稀硝酸或氨與冷凝廢水在中和攪拌桶中收集、攪拌，并根據(jù)中和攪拌桶中 pH 值自動(dòng)檢測(cè)儀所測(cè)數(shù)據(jù)，并調(diào)整加稀硝酸或氣氨的量使冷凝液中的 pH 值均衡，以保證預(yù)期 值。 中和后的冷凝液經(jīng)儲(chǔ)罐輸出泵送到冷卻器（冷凝液溫度在 60℃ 左右），使冷凝液的溫度降 至 30℃ 以下，然后經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾掉冷凝液中的雜質(zhì)，并通過(guò)流量計(jì)檢測(cè)水量以確保電滲析系統(tǒng) 正常運(yùn)行。 中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)工藝流程： 冷凝廢水在中和桶收集后，在桶的中部裝有 pH 值自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，不間斷的檢測(cè)水質(zhì)。根據(jù) 測(cè)得的數(shù)據(jù)，控制加藥系統(tǒng)，向冷凝廢液中加入稀硝酸或氨氣。加藥系統(tǒng)根據(jù) pH 值自動(dòng)監(jiān)測(cè) 儀提供的數(shù)據(jù)信息，開(kāi)啟加氨或稀硝酸系統(tǒng)電磁閥門(mén)，加氨或加稀硝酸開(kāi)始工作。中和桶裝有 攪拌機(jī)不斷對(duì)冷凝液進(jìn)行攪拌中和，然后輸送到儲(chǔ)罐（從中和桶加氨或稀硝酸中和到儲(chǔ)罐輸 龍?jiān)雌诳W(wǎng) 出氨氣檢測(cè)儀過(guò)濾桶，約為 1 小時(shí)）。儲(chǔ)罐輸出泵增壓后將冷凝液送到冷卻器再到過(guò)濾器，過(guò)濾掉冷凝液中的雜 質(zhì)，然后經(jīng)流量計(jì)檢測(cè)水量至電滲析系統(tǒng)。 中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置由五大部分組織：1. 中和系統(tǒng)；2. 加稀硝酸酸或氨氣；3. 過(guò)濾系統(tǒng)；4. 輸 送系統(tǒng)；5. 自動(dòng)系統(tǒng)。

中和部分：由兩、三個(gè)中和桶和一個(gè)儲(chǔ)罐不銹鋼桶組成，每個(gè)桶都配置液位自動(dòng) MTH 壓 力變送器 1 臺(tái)，對(duì)各桶的進(jìn)液與排液進(jìn)行自動(dòng)控制。每個(gè)中和桶配置 pH 值自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀一臺(tái)， 對(duì)水質(zhì)中過(guò)程跟蹤測(cè)試。中和桶頂部各配置攪拌機(jī)一臺(tái)，對(duì)冷凝液進(jìn)行全過(guò)程攪拌中和后，再 經(jīng)泵輸送到儲(chǔ)罐。 加氨或稀硝酸：組合式加氨或稀硝酸裝置，根據(jù)工藝及規(guī)范要求，由溶液桶、加氨或稀硝 酸泵和液位自動(dòng)控制為主體，和閥門(mén)、管道 Y 型過(guò)濾器等組成。 過(guò)濾系統(tǒng)：作用是將冷卻后冷凝液中帶有≤10 微米的雜質(zhì)顆粒過(guò)濾掉。以保證輸送到電滲 析濃縮系統(tǒng)中的原液凈度，同時(shí)減輕 2#精濾工作強(qiáng)度。2#精密過(guò)濾器設(shè)有反沖洗、排污口及 壓力表。當(dāng)壓力表壓差超過(guò) 0.2MPa 時(shí)，打開(kāi)反沖洗裝置，沖洗掉貼附在濾芯上的雜質(zhì)顆粒。 沖洗中途打開(kāi)排污閥門(mén)，排掉精濾器殼腔內(nèi)的雜質(zhì)顆粒。過(guò)濾器濾芯規(guī)格為 CIM× 芯 5μ （根據(jù) 水量確定濾芯數(shù)量）。 輸送系統(tǒng)：每個(gè)中和桶配備離心泵一臺(tái)，當(dāng)液位達(dá)到指定值并中和結(jié)束后，泵開(kāi)始工作氨氣檢測(cè)儀過(guò)濾桶， 將桶內(nèi)冷凝液輸送到儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐配置離心泵一臺(tái)，當(dāng)儲(chǔ)罐液位達(dá)到指定值時(shí)，泵即可工作，將 冷凝液送到經(jīng)過(guò)濾器、流量計(jì)后的電滲析系統(tǒng)收集罐中。

進(jìn)行中和后的氨氮水，pH 值達(dá)到合適值之后，開(kāi)始進(jìn)入電滲析進(jìn)一步進(jìn)行水處理。 2 電滲析工序 2.1 電滲析原理 物質(zhì)由分子構(gòu)成，分子又由帶電粒子構(gòu)成，溶液也樣同樣特性，在此基礎(chǔ)上制成看陰陽(yáng)離 子交換膜，它分陽(yáng)離子交換膜（簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)膜）、陰離子交換膜（簡(jiǎn)稱(chēng)陰膜），陽(yáng)膜允許帶正電離 子通過(guò)，陰膜允許帶負(fù)電離子通過(guò)，陰陽(yáng)離子膜具有選擇透過(guò)性，加上直流電源作為動(dòng)力加速 離子的透過(guò)也就加速離子的遷移。電滲析就是利用了離子交換膜的特殊性制成的。 原理分析：進(jìn)入電滲析的溶液為 NH4NO3，進(jìn)水為三股水，一股為極水（作傳導(dǎo)電流，離 子遷移的推動(dòng)力），二、三股為 NH4NO3，溶液進(jìn)入電滲析后在電場(chǎng)的作用下進(jìn)行離子遷移， 在第一層中 NH4+ 離子和 NO3-離子均無(wú)法遷移，因?yàn)樯厦媸且粚雨幠ぃ旅媸且粚雨?yáng)膜， NO3-離子無(wú)法通過(guò)陰膜，NH4+ 離子無(wú)法通過(guò)陽(yáng)膜，因?yàn)殛?yáng)膜上加的是正電荷（陽(yáng)膜應(yīng)能通過(guò) NH4+，但正電荷同性相斥，故又不能通過(guò)），因此 NH4+和 NO3-只能留在這個(gè)“室”內(nèi)，兩隔 板上面一層陰膜情況就不同，在這一張隔板的上層為陽(yáng)膜天然氣報(bào)警器，NH4+和 NO3-進(jìn)入此層時(shí) NH4+ 離 龍?jiān)雌诳W(wǎng) 子可通過(guò)陽(yáng)膜向負(fù)極方向遷移 NO3-離子可通過(guò)下面一層陰膜向下一個(gè)“室”正極方向遷移，這 樣在這個(gè)“室”內(nèi)離子已遷移走汽油檢測(cè)儀，離子處于減少狀態(tài)，故稱(chēng)“淡室”也即起了淡化作用，而另一個(gè) “室”離子均遷移進(jìn)來(lái)，越聚越多，故稱(chēng)之“濃室”，這總稱(chēng)為一個(gè)單元，若干個(gè)單元疊加在一起 聚合在一個(gè)出口，總稱(chēng)濃水口和淡水口，因此組成一個(gè)水量大的電滲析是由若干個(gè)小單元匯總 而成。 直流電流的大小是決定遷移能力的大小，電流越大遷移越大，但不是無(wú)限制的，到了一定 的強(qiáng)度，遷移能力不再增加，只消耗能量，做的是無(wú)用功，反而產(chǎn)生熱量，熱量超過(guò) 40℃ 以上 離子膜會(huì)化解失效，故必須設(shè)定控制直流電流。 2.2 電滲析流程 從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)來(lái)冷凝液收入 A 罐或 B 罐進(jìn)中和加氨或加酸、pH 值在 4.5-6.5

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