申请日2018.07.16
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F9/04; B01D69/02; B01D69/10; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，包括过滤装置、碱化槽、脱除装置和循环泵，过滤装置，碱化槽，脱除装置和循环泵依次连接形成循环结构，脱除装置包括壳壁，吸收液进入管，吸收液排出管和分离膜，壳壁与分离膜之间为输入腔，分离膜内部为吸收腔，本申请设置合理，结构简单，可以有效地脱除、富集、回收废水中氨氮。
权利要求书
1.一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，包括过滤装置、碱化槽、脱除装置和循环泵，过滤装置，碱化槽，脱除装置和循环泵依次连接形成循环结构，脱除装置包括壳壁，吸收液进入管，吸收液排出管和分离膜，壳壁与分离膜之间为输入腔，分离膜内部为吸收腔，吸收腔内充有吸收液，所述分离膜层为光热型自修复超疏水膜。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述吸收液为盐酸或硫酸溶液的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述光热型自修复超疏水膜包括基底膜、光热层、自修复超疏水层、银纳米线层，基底膜上设置有光热层，光热层上设置有自修复超疏水层，自修复超疏水层上设置有银纳米线层。
4.根据权利要求2所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述基底膜为聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯，聚六氟丙烯及其共聚物经静电纺丝制成。
5.根据权利要求2所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述光热层由Ti3C2TX纳米片与纳米氧化铁颗粒经抽滤堆积在基底膜上，再经盐酸处理除去纳米氧化铁颗粒致孔得到。
6.根据权利要求2所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述自修复超疏水层为聚丙烯酸酯-聚硅氧烷-十八胺-二氧化硅超疏水涂层。
7.根据权利要求2所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述光热型自修复超疏水膜的制备包括以下步骤：
步骤1：
(1)制备Ti3C2TX纳米片
Ti3AlC2粉体过400目筛，缓慢加入到两倍质量的质量百分比为50%的氢氟酸溶液中，反应过程如下：Ti3A1C2+3HF=AlF3+3/2H2+Ti3C2，室温下500rpm搅拌2h后，5000rpm离心10min，沉淀用去离子水洗涤，重复离心和洗涤，至上清液pH呈中性，干燥得到Ti3C2TX纳米片;
(2)制备自修复超疏水材料
将甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯、含氢聚二甲基硅氧烷、十八胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷按比例为2.5:4：4:1.5:4.5搅拌溶解在无水乙醇中，加入溶液5%质量分数的纳米二氧化硅，超声分散，加入溶液0.1%质量分数的辛酸亚锡，加入溶液0.5%质量分数的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌1h得到;
(3)制备银纳米线
取190mL丙三醇在100℃下回流30min，边缓慢搅拌边加入5.8g的聚乙烯基吡咯烷酮，继续加热1h至完全溶解，待温度下降至室温后，加入1.58g硝酸银粉末，丙三醇10ml，氯化钠0.06g，去离子水0.5ml，加热，保持搅拌速率在50rpm，温度升至210℃后停止加热，自然冷却至室温后进行8000rpm×10min离心，用无水乙醇洗涤，体积比1:1，重复三次离心和洗涤，最后向产物中加入无水乙醇得到银纳米线的乙醇分散液;
步骤2：
(1)制备基底膜
将基底膜原料溶于DMSO中，质量百分比为10%，经搅拌得到高聚物纺丝液，设定高压静电纺丝参数为：电压30kv，针头内径0.5mm，纺丝液推注速度为1ml/min，接收滚筒转速为100r/min，喷丝口到接收滚筒的距离为20cm，纺丝环境温度35℃，相对湿度50%，进行静电纺丝制膜，得到纳米纤维膜;
(2)膜处理
将Ti3C2TX纳米片按1:200比例分散于去离子水中，按与沉淀1:2的比例加入粒径10-30nm的纳米氧化铁颗粒，超声处理2h，抽滤于基底膜上，沉积密度为5-10g/m2，烘箱中70℃干燥24h，真空热压，热压时间1-3h，温度为80-300℃，热压压力为0.2-5MPa，热压完成后用1mol/L盐酸溶液浸泡处理1h，去离子水洗涤至中性，烘箱中70℃干燥24h，将步骤1中制得的自修复超疏水材料涂布于膜上，进行紫外处理，光强150mW/cm2，固化时间2min，烘箱中70℃保温缩合12h，将步骤1中制得的银纳米线的乙醇分散液滴涂到膜上，乙醇挥发后，在膜上形成一层银纳米线膜。
8.根据权利要求3所述的一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，其特征在于，所述银纳米线直径60-70nm，长度15-35μm。
说明书
一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置。
背景技术
随着化肥、石油化工、制药、食品等行业的迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一，氨氮是污染的重要原因之一，特别是高浓度氨氮废水造成的污染，大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，加大水处理的难度和成本加大，甚至对人及生物产生毒害作用。
当前的处理方法主要有吹脱法、沉淀法、化学氧化法、生物脱氮法，吹脱法利用氨氮的气相浓度与液相浓度之间的气液平衡关系进行分离，但动力消耗过大;沉淀法通过加入沉淀剂除去废水中的氨氮，需消耗大量沉淀剂，出水也达不到排放标准，需进行二次处理;化学氧化法利用强氧化剂将氨氮氧化为氮气，但必须附设除余氯设施，增加额外成本;生物脱氮法利用微生物作用将氨氮转化为氮气，占地面积大，对预处理出水的要求苛刻;常见的高浓度氨氮废水处理方法都离不开高投资、高运行成本的预处理工艺。
与吹脱法等传统的工艺比较，超疏水膜法除氨工艺具有投资省、运行费用低、占地少、无二次污染、氨氮通过吸收为铵盐可资源化利用、不结垢、去除率高、运行维护简便等优点，疏水膜是工艺的关键，一方面，传输通量有限，另一方面，超疏水材料表面的低表面能物质容易在环境刺激下发生降解，超疏水表面结构容易在机械摩擦或刮擦下受到损伤而失去其超疏水性能。
发明内容
本发明旨在提供一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种高浓度氨氮废水的氨氮脱除富集装置，包括过滤装置、碱化槽、脱除装置和循环泵，过滤装置，碱化槽，脱除装置和循环泵依次连接形成循环结构，脱除装置包括壳壁，吸收液进入管，吸收液排出管和分离膜，壳壁与分离膜之间为输入腔，分离膜内部为吸收腔，所述分离膜层为光热型自修复超疏水膜;
优选地，所述光热型自修复超疏水膜包括基底膜、光热层、自修复超疏水层、银纳米线层，基底膜上设置有光热层，光热层上设置有自修复超疏水层，自修复超疏水层上设置有银纳米线层。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的结构设置合理、简单，可以有效地脱除、富集、回收废水中氨氮，具有投资省、占地少、无二次污染、吸收效率高的特点，氨氮通过吸收转化为铵盐可被资源化利用。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
