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污水及废水氨氮去除处理工艺液膜法分析与设计实施方案（附：14种氨氮污水处理方法优缺点与选择原则）一．液膜法1、概述：许多人认为液膜分离法有可能成为继萃取法之后的第二代分离纯化技术,尤其适用于低浓度金属离子提纯及废水处理等过程。
乳状液膜法去除氨氮的机理是:氨态氮(NH3-N)易溶于膜相(油相),它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的酸发生解脱反应,生成的NH4+不溶于油相而稳定在膜内相中,在膜内外两侧氨浓度差的推动下,氨分子不断通过膜表面吸附,渗透扩散迁移至膜相内侧解吸,从而达到分离去除氨氮的目的。
通常采用硫酸为吸收液,选用耐酸性疏水膜,NH3在吸收液-微孔膜界面上为H2SO4吸收,生成不挥发的(NH4)2SO4而被回收。
已经对膜吸收法中膜的渗漏问题进行了研究,并发现较高的氨氮和盐量能有效抑制水的渗透蒸馏通量。
该法具有投资少、能耗低、高效、使用方便和操作简单等特点,此外膜吸收法还有传质面积大的优点和没有雾沫夹带、液泛、沟流、鼓泡等现象发生。
2、土壤灌溉：土壤灌溉是把低浓度的氨氮废水( < 50mg/ L)作为农作物的肥料来使用,既为污灌区农业提供了稳定的水源,又避免了水体富营养化,提高了水资源利用率。
西红柿罐头废水与城市污水混合并经氧化塘处理至11mg 氨氮/ L 后用于灌溉,氨氮可完全被吸收;马铃薯加工厂废水也用于喷淋灌溉,经测定25mg 氨氮/ L 的排放水中有75%的氨氮被吸收。
只需占总面积5%的水稻田就可以吸收该地区所有排污渠中一半的氨氮负荷。
但用于土壤灌溉的废水必须经过预处理,去除病菌、重金属、酚类、氰化物、油类等有害物质,防止对地面、地下水的污染及病菌的传播。
二．氨氮污水处理技术分析与选择原则1、氨氮污水的处理技术都有各自的优势与不足:生物法处理氨氮污水较稳定,但一般要求氨氮浓度在400 mg/L以下,总氮去除率可达70%～95%，是目前运用最多的一种方法。
一、实验装置调速搅拌器一套，液膜分离实验设备一套；砂芯漏斗过滤装置一套，用于液膜的破乳，分液装置一套；分析设备一套。
二、实验步骤本实验为乳状液膜法脱除水溶液中的醋酸，首先需制备液膜。
本实验采用液膜B，液膜组成：煤油90%，乳化剂5%，TBP (载体)5%内相用2mol/L的NaOH水溶液。
采用0.2950mol/L的HAc水溶液作为原料液进行传质试验，HAc的初始浓度在实验时测定。
具体步骤如下：（1）制乳搅拌釜中先加入B型液膜70mL，然后在1600r/min的转速下滴加内相NaOH水溶液70ml(约1min加完)，在此转速下搅拌15min待成稳定乳状液后停止搅拌，待用。
（2）在液膜分离设备中加入待处理的原料液350mL，在约400r/min的搅拌速度下加入上述乳液70mL进行传质实验，每隔一定时间，取样分析一次，测定外相HAc浓度随时间的变化，（取样时间为2min、5min、8min、12min、16min、20min、25min），并作出外相HAc浓度与时间的关系曲线。
待外相中所有HAc 均进入内相后停止搅拌。
放出釜中液体，洗净待用。
（3）在与（2）同样的搅拌转速下加入350mL原料液，在液膜分离设备中加入50mL乳液，重复步骤（2）。
（4）比较（2），（3）的实验结果，说明在不同处理比（料液/乳液体积比）下传质速率的差别，并分析其原因。
（5）分析比较不同液膜组成的传质速率，并分析其原因。
三、分析方法本实验采用酸碱滴定法测定外相中的HAc浓度，以酚酞作为指示剂显示滴定终点。
实验数据处理外相中HAc浓度式中，C NaOH为标准NaOH溶液的浓度，0.1011mol/L；V NaOH为标准NaOH 溶液滴定体积mL，V HAc为外相料液取样量，mL。
醋酸脱除率式中，C代表外相HAc浓度；下标0，t分别代表初始及瞬时值。
四、数据记录及处理（1）乳液70mL 原料液350mL乳液70mL 原料液350mL 滴定数据表取样时间/min 原料液滴定体积/mL耗碱体积/mL原料液酸浓度/mol/L酸脱除率%2 5 2.2 0.0445 84.92 5 5 1.4 0.0283 90.40 8 5 1.4 0.0283 90.40 125 1.3 0.0263 91.09 16 5 1.3 0.0263 91.09 20 1 0.2 0.0202 93.15 25 1 0.2 0.0202 93.15时间-酸浓度曲线图（1）乳液50mL 原料液350mL乳液50mL 原料液350mL 滴定数据表取样时间/min 原料液滴定体积/mL耗碱体积/mL原料液酸浓度/mol/L酸脱除率%2 5 5.4 0.1092 62.99 5 5 3.9 0.0789 73.27 8 5 3.8 0.0768 73.95 12 5 3.7 0.0748 74.64 16 5 3.7 0.0748 74.64 20 5 3.6 0.0728 75.32 25 5 2.9 0.0586 80.12时间-酸浓度曲线图五、结果分析及讨论结论：1)随着反应的进行，原料液酸浓度降低，酸脱除率增大；2)70mL乳液分离效果较50mL乳液分离酸脱除率更高；3)初始反应速率较快，随后反应速率平稳，20min以后反应速率增大。
液膜分离技术摘要：本文简要介绍了液膜分离技术的分类、传质机理、影响液膜稳定性因素、相关应用等，并对液膜分离技术的发展前景进行了展望。
关键词：液膜分离技术；乳化液膜；支撑液膜液膜分离技术(Liquid membrane permeation ,LMP)液膜分离技术(Liquid membrane permeation ,LMP)是以液膜为分离介质、以浓差为推动力的液-液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。
起分离作用的液膜通常为添加了表面活性剂的溶剂相，液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。
它是1968年由美国埃克森公司的美籍华人黎念之博士提出的。
液膜是一层很薄的液体，它阻隔在两个可互溶但组成不同的液相之间，一个液相中的待分离组分通过液膜的选择性渗透作用传递到另一个液相中，从而使物质达到分离提纯的目的。
液膜分离技术比固体膜分离技术具有高效、快速、选择性强和节能等优越性;比液液萃取具有萃取与反萃取同时进行，分离和浓缩因数高，萃取剂用量少和溶剂流失量少等特点。
该法的研制成功，不仅促进了环境分析、石油化工、医药、卫生等各不同领域分离问题的研究，也使分离科学上升到一个新水平。
1.液膜的分类1.1 根据组成分类按组成可分为:油包水型(膜相为油质而内外相都为水相)和水包油型(膜相为水质而内外相都为油相)两种。
1.2 根据机理分类按机理可分为:膜相中含载体和不含载体两类。
(1)膜相主要由载体和溶剂组成。
载体在膜相中通过萃取反应和反萃取反应，使溶质在液膜两侧不断传递，以达到脱除的效果。
(2)膜相中不含载体，则是利用溶质在膜相中的渗透速率的差别进行物质分离。
1.3 根据液膜构成和操作方式分类按组成和操作方式分为:乳化液膜(Emulsion liquid membrane)和支撑液膜(Supposed liquid membrane)两类。
(1) 乳化液膜(ELM)乳化液膜体系是一个三相系统，其中由两相构成的乳化液分散在另一连续相溶液中，这样形成的体系称为多重乳化液。
