氣態(tài)膜技術(shù)
氣態(tài)膜技術(shù)概述
近年來(lái)，隨著膜技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了氣水分離膜。氣態(tài)膜技術(shù)是指使用微孔疏水膜將氣液兩相分開，利用膜孔提供氣液兩相間的傳質(zhì)界面，具有比表面積高、氣液接觸面積大等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型、有效的膜分離技術(shù)。自氣態(tài)膜概念出現(xiàn)后，國(guó)外許多學(xué)者利用疏水性PP中空纖維膜研究了氣態(tài)膜過(guò)程中伴有化學(xué)反應(yīng)的氣液傳質(zhì)；繼而研究了常見的對(duì)其傳質(zhì)性能和脫除效率產(chǎn)生干擾的幾種因素；隨后國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了氣態(tài)膜法處理CO
2、SO
2的研究，氣態(tài)膜法處理焦化廠生產(chǎn)中剩余氨和苯酚的研究，氣態(tài)膜法處理甲胺、二甲胺和某些有害有機(jī)物的研究等。
氣水分離膜能夠?qū)崿F(xiàn)氣液的分離。氣水分離膜組件是由塑料外殼或不銹鋼外殼與中空纖維膜組成，中空纖維膜是由疏水性聚丙烯中空纖維組成的多孔管膜，纖維膜管壁布滿30～40納米微孔，該纖維疏水，水不能通過(guò)微孔，氣體可以從孔中通過(guò)。
氣態(tài)膜過(guò)程中常用中空纖維式膜組件和平板式膜組件去除水中的可溶性氣體（如酸性氣體SO
2等，天然氣凈化中CO
2等，鹵素Cl
2等，堿性氣體NH
3等）、易揮發(fā)物質(zhì)（酚、醚、醛、醇類物質(zhì)等）及各種烴類物質(zhì)等。
氣態(tài)膜法處理含氨氮廢水的原理
氣態(tài)膜法用于脫除含氨氮廢水的原理是利用微孔疏水膜將含氨氮廢水和吸收液分隔開來(lái)，這時(shí)膜的一側(cè)是待處理的氨氮廢水，另一側(cè)是酸性吸收液，調(diào)節(jié)廢水pH值，使廢水中的銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)NH
3，其反應(yīng)方程式如下：
NH
4+ + OH
- ＝ NH
3 + H
2O
其在廢水側(cè)通過(guò)濃度邊界層擴(kuò)散至疏水微孔膜表面，隨后在膜兩側(cè)NH
3濃度差的推動(dòng)下，NH
3在廢水和微孔膜界面處汽化穿過(guò)膜孔，在微孔膜和吸收液界面上與酸性吸收液中的H
+發(fā)生反應(yīng)并生成銨鹽溶液。反應(yīng)方程式如下：
2NH
3 + H
2SO4 ＝ (NH
4)
2SO
4
NH
3 + HCl ＝ NH
4Cl
NH
3 + HNO
3 ＝ NH
4NO
3
本課題通過(guò)對(duì)線路板行業(yè)產(chǎn)生的含氨氮廢水的去除現(xiàn)狀深入研究的基礎(chǔ)上，開展了膜分離法處理線路板含氨氮廢水的試驗(yàn)研究工作，并以硫酸為吸收液，建立膜吸收裝置中試系統(tǒng)。通過(guò)試驗(yàn)裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，研究了不同料液pH值、料液溫度、料液流速、運(yùn)行時(shí)間等因素對(duì)氨氮去除效果的影響，并通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，證明用膜分離法處理線路板含氨廢水工藝技術(shù)是可行的。
課題實(shí)現(xiàn)了預(yù)期研究目標(biāo)，所開發(fā)工藝技術(shù)能夠有效解決目前深圳線路板含氨氮廢水長(zhǎng)期無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題。同時(shí)通過(guò)硫酸對(duì)分離過(guò)程中產(chǎn)生的NH
3進(jìn)行吸收產(chǎn)生硫酸銨溶液，可實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。該技術(shù)具有重要的推廣價(jià)值，預(yù)期可為深圳市線路板等行業(yè)氨氮污染物控制相關(guān)環(huán)境管理措施提供決策支持。
