農藥行業廢水脫氨氮研究

鄭 超，仰建新，羊一舟，蔣一明

（浙江禾田化工有限公司，浙江 杭州 310023）

0 前言

農藥合成所需原料往往包括有機溶劑、含N、P、S等有機反應物，同時生產工藝中很多需要水洗去除雜質，兩者結合之下將會產生大量廢水，且COD、氨氮（表現為有機氮）等含量高，給廢水處置帶來了極大難題，尤其在目前環保監管趨嚴的形勢下，成為制約產能擴大的關鍵因素。考慮到氨氮對廢水可生化性的影響，首先需要預處理去除氨氮。吹脫法是比較普遍的預處理方式，然而由于農藥廢水氨氮（有機氮）很多為小分子有機胺類，具備一定溶解性，實際效果不是很理想。本文采用膜法脫氨為主的方式，首先去除廢水中的氨氮，從而保障預處理后的廢水可以順利進入生化裝置，最終達標處置廢水。

膜脫氨工藝屬于吹脫法，采用傳質速度理論和氣液平衡理論。在氣液兩相系統中，溶質氣體在氣相中的分壓與該氣體在液相中的濃度成正比。當該組分的氣相分壓低于其溶液中該組分濃度對應的氣相平衡分壓時，就會發生溶質組分從液相向氣相的傳質。傳質速度取決于組分平衡分壓和氣相分壓的差值。脫氣膜中裝有大量的中空纖維可以擴大氣液界面的面積，從而使脫氣速度加快。液相中的待脫除氣體組分通過膜后進入膜的另一側，通過吸收液進行吸附或脫除，達到分離的目的。膜脫氨工藝優點明顯，首先膜脫氣系統大大增加了氣液接觸面，氣液分離路徑最短，可以有效保證氣液分離效果。其次，膜脫氣系統提供了一個封閉的運行環境，不會將其它污染物帶入系統，出水水質有很好的保證。再者整個工藝模塊化設計安裝方便，占地面積小，易于擴容[1-2]。脫氣示例如圖1所示。

圖1 亨利定律:P1=H1·X1

1 試驗準備

本次試驗的膜法脫氨成套試驗設備具體包括原水泵、原水水箱（配加熱裝置）、過濾器、脫氨膜元件、硫酸水箱、在線儀表（溫度、壓力、pH）、配套管路和閥門等。所用到的檢測儀器為氨氮快速測定儀（納氏試劑分光光度法）。所用到的藥劑包括：濃硫酸（98%）、液堿（30%）等，氨氮檢測所用到的藥劑為氨氮檢測儀配套自帶。其中試驗所采用脫氣膜的材料目前主要使用聚丙烯高分子聚合物材料，經特殊處理后的疏水脫氣膜絲封裝在膜殼中組成膜脫氣組件。

本次試驗廢水為公司生產中產生的廢水，由于工藝、原料以及對廢水處置的影響，主要分為兩種，分別為含硫廢水與非含硫廢水。

2 試驗內容及結論

試驗廢水經過過濾處理后即進入膜脫氨系統，具體流程如圖2。根據廢水含硫與否，先后進行試驗1和試驗2。

圖2 脫氨試驗工藝流程框圖

2.1 試驗1，非含硫廢水的脫氨

試驗條件：出酸pH＜2，出水壓力0.1 MPa，進酸壓力0.07 MPa，進水水溫40℃，運行流量200 L/h，運行水量200 L。試驗結果見表1。

表2膜對含硫廢水的脫氨效果

結果分析：該膜對非含硫廢水具有非常好的脫除氨氮效果，廢水不會對膜的性能有影響，且脫出極限也沒有問題。本身廢水呈強堿性，加堿費用較低。

2.2 試驗2，含硫廢水的脫氨

試驗條件：出酸pH＜2，出水壓力0.1 MPa，進酸壓力0.07 MPa，進水水溫40℃，運行流量200 L/h，運行水量200 L。試驗結果見表2。

3 結果分析

（1）膜對含硫廢水的脫除氨氮效果不是很理想。但結合總氮來看的話，處理效果還是很好的，經分析應該是廢水中的硫和納氏試劑反應，影響了氨氮的化驗結果。其中硫脲廢水加堿量很大，處理成本較高。

表1 膜對非含硫廢水的脫氨效果

（2）根據試驗結果，脫氨膜性能良好，尤其對于非含硫廢水中氨氮去除技術上可行，可靠性好，運行方便，可以根據不同濃度的進水和不同的出水氨氮要求設計出合理的膜元件排列，整體占地面積和空間與同規模其他脫氨技術相比有很大的優勢。另外目前電解法除氨氮在技術上不斷得到突破，尤其是能耗極大下降這一點為該法的工業化普及奠定了良好的基礎。