江苏某大型石化企业煤气化灰水回用项目,因煤气化工艺生产过程中产生大量含氨废水,气化灰水氨氮浓度在300~500ppm,若直接排入生化处理单元,不但需要外加碳源,而且生化需氧量大,增加停留时间,导致操作成本高,甚至会对生化单元造成严重冲击。
为保障气化炉生产及稳定生化处理系统,需采用脱氨处理工艺,将氨氮处理至100ppm以下后进入生化及零排系统,实现煤炭清洁利用,降低企业处理成本。
(一)难点
1、废水中氨氮浓度波动范围大,影响后续生化处理系统。
2、氨氮绝对浓度不高,传统蒸氨工艺经济性差。
3、场地受限及时间紧迫,不具备建设大型土建基础设施条件。
4、废水中COD、悬浮物含量高,普通脱氨膜无法耐受。
(二)解决方案
利用有限的场地空间,采用碧盾DAMBC膜法脱氨技术,建设一套100m³/h 脱氨系统。
碧盾DAMBC膜法脱氨选用聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜,PTFE材料本身具有抗溶胀、强疏水、透气性好、高强度、耐腐蚀、抗污染等优势。管程走高氨氮废水,壳程走硫酸(用于吸收游离态NH3)。通过调节pH调节至碱性,使废水中的铵根离子转化为游离态NH3,游离态NH3逐渐从气液界面挥发出来,通过疏水、透气膜孔扩散至酸侧,进入酸侧与稀硫酸反应生成硫酸铵,实现氨氮的持续脱除。
此处插入碧盾DAMBC技术介绍视频
二、工程概况
1、处理水量
设计处理能力为100m³/h,年运行时间为8400h。
2、进出水水质指标
进出水水质
指标名称 |
单位 |
进水指标 |
出水要求 |
备注 |
氨氮 |
mg/L |
300~500 |
≤100 |
实际出水经多次检测<80mg/L |
3、工艺流程简介
工艺流程图
首先将气化灰水加碱调节至碱性,出水经过微滤过滤器去除悬浮物和胶体后进入碧盾DAMBC(PTFE膜法脱氨)系统,水中游离态NH3逐渐从气液界面挥发出来,因膜两侧氨浓度的差异,氨分子会不断地从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,扩散的氨分子持续被循环的硫酸吸收,实现氨氮脱除效果。
副产物硫酸铵浓度达15%以上,管道输送至蒸发结晶系统回收硫酸铵,纯度高,可资源化利用,真正实现零污染、高经济效益。
4、实际运行效果
该项目已稳定运行,去除效率高,实际出水氨氮<80mg/L,完全满足设计要求。
5、项目建设周期
该项目的建设周期为2个月,包括膜生产、工程设计及安装关键环节。
碧盾DAMBC(PTFE膜法脱氨)系统集成撬装设备结构,膜组件易于安装,现场工作量少,同时有利于保证安装质量,展现出了高效与快速的特点,确保气化炉生产以及后续生化处理系统的的稳定性和可靠性。
三、现场照片
(四)DAMBC膜法脱氨技术特点
1、占地面积小(仅200m2)含脱氨膜、加药及清洗、酸循环及铵盐输送系统;
2、采用模块化设计,安装便利,建设周期短,小规模处理更为经济;
3、产能扩容便利,后期处理能力可线性放大,可灵活应对水量的波动;
4、氨氮浓度适用范围广,适用进水氨氮浓度范围100mg/L~20000mg/L,可灵活应对不同水质要求,单级脱氨率高,可多级串联,出水氨氮浓度可控。
5、抗污染性极强,且可耐受高浓度酸、碱、次钠等药剂的清洗和再生,使用寿命长。
6、与传统的脱氨工艺如吹脱吸收法、汽提精馏法相比,膜法脱氨的运行成本更低,同时,无二次污染问题,节能2/3。
7、副产物硫酸铵浓度和纯度较高,回收的硫酸铵浓度达15%以上,具备回收价值。