1、高效节能气态膜分离过程用高效节能气态膜分离过程用于垃圾渗滤液氨氮脱除于垃圾渗滤液氨氮脱除/回回收工程案例收工程案例介绍介绍天津大学化工学院天津大学化工学院 外籍教授、博士生导师外籍教授、博士生导师洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司 董事长董事长 杭州杭州 2023.2.252023.2.25秦英杰秦英杰 博士博士1234氨氮废水治理需求气态膜法脱氨技术简介洁海瑞泉气态膜技术优势气态膜分离工程应用案例目录 众多行业产生氨氮废水：众多行业产生氨氮废水：工业、农业、城市污水等工业、农业、城市污水等 氨氮浓度范围广氨氮浓度范围广 氨氮废水排放量大氨氮废水排放量大我国氨氮废水量

2、大面广大气污染：氮氧化物，氮氧化物，光化学烟雾，光化学烟雾，PM2.5，阴霾源头。阴霾源头。氨氮废水资源化、达标治理，是政府、环保工作者、企业用户的共同诉求。1.氨氮废水治理需求水体污染：水质发黑水质发黑发臭，水体富营养化，发臭，水体富营养化，抑制生物活性。抑制生物活性。1.氨氮废水治理需求高嗅觉敏感性高嗅觉敏感性：刺激性恶臭，嗅觉刺激性恶臭，嗅觉阈值阈值0.7mg/m3高挥发性高挥发性：0-5%稀氨水的气稀氨水的气液平衡符合亨利定液平衡符合亨利定律，律，室温下室温下氨氨/水的水的相对挥发度为相对挥发度为36毒性毒性：对人体的眼、鼻、对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用喉等有刺激作用高络合性高络合性

3、：与银、铜、镍、钴、与银、铜、镍、钴、锰、锌、铬、镉等锰、锌、铬、镉等重金属离子形成可重金属离子形成可溶性络合物溶性络合物高水溶性高水溶性：常温常压下，氨水常温常压下，氨水溶解度可达溶解度可达32%弱碱性弱碱性：NH4+NH3+H+其解离常数其解离常数pKa=9.25氨的物理化学生物特性氨的物理化学生物特性1.氨氮废水治理需求目前有目前有13项可规模化应用的废水脱氨技术，各有利弊：项可规模化应用的废水脱氨技术，各有利弊：-生化生化 -精馏（蒸馏、汽提）精馏（蒸馏、汽提）-吹脱（解吸、气提）吹脱（解吸、气提）-氧化氧化 -离子交换离子交换 -沸石吸附沸石吸附 -鸟粪石沉淀鸟粪石沉淀 -电渗析电渗

4、析 -反渗透反渗透 -纳滤纳滤 -多效蒸发、多级闪蒸多效蒸发、多级闪蒸 -厌氧氨氧化厌氧氨氧化 -气态膜分离气态膜分离亟需节能、高效、经济、可规模化应用的废水脱氨技术亟需节能、高效、经济、可规模化应用的废水脱氨技术 物耗高、物耗高、能耗高能耗高2.气态膜法脱氨技术简介支撑气膜、透膜解吸支撑气膜、透膜解吸-吸收、液吸收、液-液膜吸收液膜吸收膜解吸、膜吸收、膜解吸、膜吸收、气膜、脱气膜、脱氨膜气膜、脱气膜、脱氨膜特征：疏水微孔膜两侧分别流过含氨废水和酸性吸收液（膜壁微孔特征：疏水微孔膜两侧分别流过含氨废水和酸性吸收液（膜壁微孔充满气体），以膜两侧氨分压差为驱动力，解吸和化学吸收同时发充满气体），以

5、膜两侧氨分压差为驱动力，解吸和化学吸收同时发生。生。含氨料液含氨料液脱氨后溶液脱氨后溶液H2SO4溶液溶液(NH4)2SO4名不正言不顺2.气态膜法脱氨技术简介-特点气提塔气提塔+化学吸收塔化学吸收塔,或汽提塔或汽提塔+中和反应器的中和反应器的微观组合微观组合直接推动力直接推动力：自发的酸碱中和反应或氧化还原反应：自发的酸碱中和反应或氧化还原反应同一设备同一设备同时实现同时实现挥发性物质的分离（脱除）与富集挥发性物质的分离（脱除）与富集膜吸收侧游离挥发性物质的饱和蒸汽压严格为零，提膜吸收侧游离挥发性物质的饱和蒸汽压严格为零，提供供最大传质推动力最大传质推动力汽液传质界面大，汽液传质界面大，传质

6、效率高传质效率高近常压操作，操作条件温和，近常压操作，操作条件温和，操作费用低操作费用低疏水膜材料建造，无腐蚀，疏水膜材料建造，无腐蚀，操作性能稳定操作性能稳定2.气态膜法脱氨技术简介-数学模型具体过程详见文献：Qin Y J,Cabral JMS,Lumen mass transfer in hollow-fiber membrane processes with constant external resistances.AIChE Journal,1997.43(8):19751988.中空纤维微孔疏水膜脱氨过程传质数学模型中空纤维微孔疏水膜脱氨过程传质数学模型 ln(C0/C1)=KS

7、/Q K,总传质系数总传质系数,m/s Q,处理量处理量,m3/s S,有效膜面积（基于内径）有效膜面积（基于内径）,m2 C0,废水进口氨氮值废水进口氨氮值,mg/L C1,废水出口氨氮值废水出口氨氮值,mg/L表征膜性能的重要参数2.气态膜法脱氨技术简介-特殊优势传质推动力大，废水氨氮浓度不影响脱除率料液无返混比表面积大省电，能耗低ln(C0/Cz)=KS/Q填料塔：填料塔：500-1200m2/m3膜组件：膜组件：3000-6000m2/m3新型气态膜：吨水电耗90气态膜膜丝特点：疏水、多孔气态膜膜丝特点：疏水、多孔PP（熔融拉伸）（熔融拉伸）PP（热致相分离）（热致相分离）max/co

8、s2rBPPPLentryvapliqL，液体表面张力；，液体表面张力；，液固接触角，液固接触角，rmax，膜上最大微孔的半径；，膜上最大微孔的半径；B，形状校正因子。，形状校正因子。Laplace方程：方程：影响因素：影响因素：1）表面自由能：化学）表面自由能：化学结构、组成结构、组成2）表面微细结构：粗）表面微细结构：粗糙表面能增强疏水性糙表面能增强疏水性3.垃圾渗滤液处理的新逻辑1）垃圾渗滤液特点：高氨氮、高COD、低表面张力；2）某些地方日处理量比较大；3）考虑以硫酸铵形式回收其中的氨；4）新过程力求过程性能稳定，高效节能；5）与现有的工艺路线相结合，不产生新的固废、液废。采用的新技术

9、包括气态膜过程和树脂吸附3.洁海瑞泉气态膜技术优势三十载技术研发积淀，孜孜不倦三十载技术研发积淀，孜孜不倦十三年市场探索推广，持之以恒十三年市场探索推广，持之以恒国家高新技术企业国家高新技术企业/ISO9001/ISO9001、ISO14001ISO14001、ISO45001ISO45001认证企业认证企业技术储备丰厚高性能/高性价比/多规格/多行业领域自主生产PP、PTFE膜、膜组件及设备小试实验-中试示范-工业应用设计、实施、调试、运行，脱氨设备问题诊断与改造工程应用项目多免费废水水质分析/预处理协同/达标后处理提供技术咨询、技术服务自主发明专利技术废水预处理/副产物种类多/宽氨氮范围/

10、多行业领域专业专注卓越3.洁海瑞泉气态膜技术优势根植于技术：已：已授权发明专利授权发明专利7项、实用新型项、实用新型20余项余项3.洁海瑞泉气态膜技术优势纯水测漏压力纯水测漏压力0.35MPa价格低，疏水性、物价格低，疏水性、物化性能较好化性能较好总传质系数比国内同总传质系数比国内同类产品高出类产品高出0.51.0倍倍纯水测漏压力纯水测漏压力0.15MPa疏水性好，耐腐蚀性好，疏水性好，耐腐蚀性好，使用寿命长，价格高使用寿命长，价格高用于多种高浓度、含腐蚀用于多种高浓度、含腐蚀性、低表面张力等特殊体性、低表面张力等特殊体系料液系料液 产能产能 30万万 m2/年年 处理能力处理能力14万万 t

11、/d K=4 12x10-6 m/s 比表面积高：比表面积高：30005000m2/m3PP中空纤维膜中空纤维膜PTFE中空纤维膜中空纤维膜气态膜组件气态膜组件量化生产量化生产性能稳定性能稳定性价比高性价比高立足于产品工程服务膜法脱氨工艺脱氨膜组件3.洁海瑞泉气态膜技术优势成长于创新常规常规(NH4)2SO4 NH4Cl、NH3H2O膜法脱氨副产物膜法脱氨副产物操作费用操作费用能耗、电耗、能耗、电耗、蒸汽、药剂蒸汽、药剂自主生产自主生产多模式合作多模式合作水质分析、技术方案，水质分析、技术方案，工程报价、工艺改造、工程报价、工艺改造、现场安装、设备调试、现场安装、设备调试、定期维护、技术咨询定

12、期维护、技术咨询性能、价格、性能、价格、使用寿命使用寿命可逆吸收可逆吸收&不可逆吸收不可逆吸收3.洁海瑞泉气态膜技术优势第一个工程项目河北石家庄某制药厂废水，50t/d，2010年11月山东某材料厂氨氮废水治理,720m3/d2016年11月目前处理量最大河北某化工厂氨氮废水，2440m3/d，2019年2月发展于项目 稳定运行最长3.洁海瑞泉气态膜技术优势n现有工程项目规模累计超现有工程项目规模累计超45000t/dn应用领域应用领域：化工、材料、制：化工、材料、制药、有色金属冶炼、电厂、药、有色金属冶炼、电厂、垃圾渗滤液等垃圾渗滤液等 n氨氮浓度氨氮浓度最高：最高：30000mg/L 最低

13、：最低：150mg/L 常见范围：常见范围：500-5000mg/Ln项目实施地项目实施地：河北、山东、河北、山东、河南、湖南、广西、广东、河南、湖南、广西、广东、上海、江西、贵州、四川、上海、江西、贵州、四川、内蒙古、辽宁、重庆内蒙古、辽宁、重庆等3.洁海瑞泉气态膜技术优势-相对物化过程技术技术技术特点技术特点预处理预处理石灰石灰调调pH投资成本投资成本运行成本运行成本*使用寿命使用寿命一次一次达标达标气态膜气态膜产品铵盐，产品铵盐，能耗低能耗低#严格严格#较易较易0.3-1.2万万元元/吨吨 15%，蒸发结晶用于生产硫酸铵，外销，蒸发结晶用于生产硫酸铵，外销2017年年11月起稳定运行月起

14、稳定运行4.气态膜分离工程应用案例广西某锰材料公司广西某锰材料公司氨氮废水处理氨氮废水处理废水：废水：氨氮浓度氨氮浓度 900mg/L，锰离子，锰离子800mg/L，1500t/d 处理效果：处理效果：氨氮氨氮15mg/L，副产物，副产物10-12%硫酸铵硫酸铵2020年年11月份完成验收月份完成验收4.气态膜分离工程应用案例 攀枝花钒冶攀枝花钒冶废水废水氨氮氨氮处理处理（二期）（二期）废水：废水：氨氮氨氮230400mg/L，硫酸钠及氯化钠混盐硫酸钠及氯化钠混盐4%，600t/d 处理效果：处理效果：氨氮氨氮20mg/L，副产物副产物8-10%硫酸铵硫酸铵 2021年年9月完成验收月完成验收

15、4.气态膜分离工程应用案例 贵州铜仁某公司锰渣废水脱氨项目贵州铜仁某公司锰渣废水脱氨项目 废水：废水：氨氮氨氮800mg/L，含钙、镁、锰等，含钙、镁、锰等，800t/d 处理效果：处理效果：氨氮氨氮30mg/L，副产物副产物10%硫酸铵硫酸铵 2021年年11月完成验收月完成验收4.气态膜分离工程应用案例 黑龙江钒冶黑龙江钒冶废水废水氨氮氨氮处理处理（一期）（一期）废水：废水：氨氮氨氮20004300mg/L，1200m3/d 处理目标：处理目标：氨氮氨氮10mg/L，副产物，副产物20%硫酸铵硫酸铵4.气态膜分离工程应用案例湖南某材料厂氨氮废水湖南某材料厂氨氮废水 废水：废水：氨氮约氨氮约

16、8000mg/L，240t/d 处理效果：处理效果：氨氮氨氮15mg/L，副产氨水，副产氨水20%，回用，回用洁海脱氨膜组件，高效服务洁海脱氨膜组件，高效服务2727个月个月，因跑料事故致系统崩溃，因跑料事故致系统崩溃终结使用。终结使用。低价所购膜组件，使用低价所购膜组件，使用0.130.13个月个月即出现问题，新换组件增加各方即出现问题，新换组件增加各方面成本，双方纠纷不断面成本，双方纠纷不断5.气态膜脱氨工程教训总结-全行业状况、非某公司状况气态膜法废水脱氨工程应用失败的案例气态膜法废水脱氨工程应用失败的案例项目基本信息项目基本信息结局结局直接原因直接原因本质原因本质原因广东，100t/d

17、，垃圾渗滤液，泡沫分离预处理膜组件使用寿命8个月膜组件膜组件漏漏预处理不到位预处理不到位山东，720t/d，副产物氯化铵，投资370万无法正常运行无法正常运行膜组件膜组件漏漏膜组件性能差膜组件性能差湖南，电解锰渗滤液项目，投资近千万没有开车成功没有开车成功膜组件膜组件堵堵工艺待优化，工艺待优化，膜组件性能差膜组件性能差河北，360支8吋膜组件运行半年后脱氨性能突然运行半年后脱氨性能突然下降下降膜组件膜组件漏漏用户不按规程操作，用户不按规程操作，余氯严重超标，余氯严重超标，（300mg/L）湖南贵州等地，三元前驱体氨氮废水处理多个膜公司参与，多个膜公司参与，上千支上千支膜组件报废，现场成了膜膜组

18、件报废，现场成了膜组件的组件的“坟场坟场”膜组件堵+漏膜组件性能差，用膜组件性能差，用户和工程公司都不户和工程公司都不了解废水理化性质了解废水理化性质5.气态膜分离工程应用总结-多地闲弃的废水脱氨膜组件5.气态膜分离工程应用总结-膜坚强膜组件使用膜组件使用年龄年龄已经超过已经超过5年年，大大超过期望值！，大大超过期望值！堵塞前膜组件断面堵塞前膜组件断面堵塞后膜组件断面堵塞后膜组件断面5.气态膜分离工程应用总结 专业知识专业知识 长于技术长于技术 工程经验丰富工程经验丰富 认证参加培训认证参加培训 严格合规操作严格合规操作 及时反馈异常及时反馈异常 传质系数高，膜面积大传质系数高，膜面积大 价格

19、适中，使用寿命长价格适中，使用寿命长 预处理预处理 膜法脱氨膜法脱氨 后处理后处理 技术人技术人员员膜组件膜组件脱氨工艺脱氨工艺操作人操作人员员 5.总结I.废水中氨氮从废水中氨氮从10030000mg/L脱除至脱除至50mg/L乃乃至至15mg/L甚至甚至3mg/L以下以下，满足企业要求；，满足企业要求；II.膜法脱氨副产物为高浓硫酸铵、氯化铵、硝酸膜法脱氨副产物为高浓硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、氨水，任客户选择；铵、氨水，任客户选择；III.复杂氨氮废水的综合达标治理。复杂氨氮废水的综合达标治理。气态膜法废水脱氨气态膜法废水脱氨技术高效、节能、无二次污染技术高效、节能、无二次污染 既可作为某些废水处理的既可作为某些废水处理的“开路先锋开路先锋”，也可作为也可作为 “殿后殿后部队部队”，应用于多种行业氨氮废水处理及氨资源化回收应用于多种行业氨氮废水处理及氨资源化回收:谢谢！秦英杰 教授155-2250-0168(微信)洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司