山東聊城魯西硝基復(fù)肥有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)公司）硝酸（27萬(wàn)t/a）和硝酸銨（40萬(wàn)t/a）生產(chǎn)采用天津華景化工新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司雙加壓法硝酸生產(chǎn)工藝，將液氨蒸發(fā)為氣氨，氣氨經(jīng)氨過(guò)熱器加熱，過(guò)濾，與空氣混合后進(jìn)入氨氧化爐，在鉑網(wǎng)上進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成NOx，NOx氣體在塔中被H2O吸收生成硝酸，硝酸與氨中和生產(chǎn)硝酸銨。生成的硝酸w（NHO3）僅為60%，雖然與氨中和過(guò)程中蒸發(fā)掉一部分水，但是大部分水還是在硝酸銨中，w（NN4NO3）約為75%。復(fù)合肥生產(chǎn)需要高濃度的硝酸銨，要求硝酸銨濃縮至w（NH4NO3）≥99%。為滿足復(fù)合肥的生產(chǎn)要求，需要對(duì)低濃度的硝酸銨進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)出的水蒸氣中w（NH4NO3）為0.1%～1.0%，無(wú)法對(duì)外排放，目前是經(jīng)冷凝后（含硝酸銨的廢水）再濃縮處理。本研究主要是探索反滲透技術(shù)在硝酸銨廢水濃縮中的應(yīng)用。

1、硝酸銨廢水處理現(xiàn)狀

硝酸銨廢水無(wú)法對(duì)外直接排放，硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)大多采用電滲析法處理此類(lèi)廢水，也有少數(shù)企業(yè)采用AB法（吸附-生物降解工藝）全回收處理工藝、電去離子等工藝，或者以上工藝相結(jié)合進(jìn)行處理，但是相關(guān)操作和維護(hù)都需要2人甚至更多。

硝酸銨廢水其實(shí)不是真正的廢水，而是含硝酸銨的純水。對(duì)硝酸銨進(jìn)行提濃，分離出的水可直接排放或回收利用，提取的硝酸銨含量較高的濃水回系統(tǒng)再回收。由于硝酸銨自身性質(zhì)的原因，若采用反滲透技術(shù)進(jìn)行此類(lèi)廢水處理，容易堵塞反滲透膜，使用反滲透技術(shù)對(duì)硝酸銨廢水進(jìn)行處理，國(guó)內(nèi)暫無(wú)較好的案例。

2、反滲透技術(shù)處理硝酸銨廢水流程及特點(diǎn)

結(jié)合反滲透技術(shù)在水處理中的應(yīng)用，以及反滲透技術(shù)無(wú)人操作和值守的特點(diǎn)，經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員反復(fù)論證，并針對(duì)其他企業(yè)使用反滲透技術(shù)存在的弊病，與北京頗爾過(guò)濾器有限公司進(jìn)行共同評(píng)審，確定了硝酸銨廢水的處理流程。

本工程反滲透膜過(guò)濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水規(guī)模為30m3/h，原水為硝酸銨廢水，采用三級(jí)、兩段反滲透系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)廢水從儲(chǔ)水池被離心泵提升后，經(jīng)過(guò)T型過(guò)濾、盤(pán)式過(guò)濾、超濾系統(tǒng)過(guò)濾，去除小顆粒后進(jìn)入管道攪拌器，在管道攪拌器處投加硝酸或氨水，酸堿的投加量根據(jù)廢水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)pH值后的硝酸銨廢水進(jìn)入中間水池后，由泵提升至一級(jí)反滲透系統(tǒng)，一級(jí)反滲透的濃水經(jīng)過(guò)中間水箱后，進(jìn)入高壓反滲透單元。一級(jí)反滲透的產(chǎn)水進(jìn)入二級(jí)反滲透和三級(jí)反滲透系統(tǒng)過(guò)濾后，產(chǎn)水ρ（NH4+-N）小于6mg/L，可以直接排出或回用；二級(jí)反滲透的濃水和三級(jí)反滲透的濃水由于硝酸銨濃度仍然較低，直接回到一級(jí)反滲透前端，進(jìn)行合并處理。同時(shí)，一級(jí)反滲透濃水經(jīng)過(guò)高壓反滲透系統(tǒng)濃縮后可以將濃水的硝酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到5%～10％。

硝酸銨廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

該廢水處理系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，除需要定期清洗過(guò)濾器（主要過(guò)濾機(jī)械雜質(zhì)）外，其他全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗。并且針對(duì)硝酸銨廢水中的硝化細(xì)菌影響超濾和反滲透運(yùn)行情況，通過(guò)多次運(yùn)行試驗(yàn)和摸索，制定了超濾和反滲透清洗流程、周期及方法，解決了硝酸銨廢水堵塞反滲透膜造成處理能力降低的問(wèn)題。

3、生產(chǎn)中存在的問(wèn)題及處理方法

2014年10月反滲透系統(tǒng)正式投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的摸索，在北京頗爾過(guò)濾器有限公司和公司技術(shù)人員的共同努力下，系統(tǒng)正常運(yùn)行。針對(duì)生產(chǎn)初期存在的問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了2次流程改造，并總結(jié)超濾系統(tǒng)及反滲透膜的清洗方法，徹底解決了反滲透技術(shù)應(yīng)用在硝酸銨廢水處理中存在的問(wèn)題，并且對(duì)用于硝酸銨廢水處理的反滲透膜的清洗方法申請(qǐng)了專(zhuān)利。目前此裝置已正常運(yùn)行近4年，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)5年穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)運(yùn)行主要存在3個(gè)方面的難點(diǎn)，以下介紹存在問(wèn)題及解決方法。

1）機(jī)械雜質(zhì)堵塞

機(jī)械雜質(zhì)堵塞是反滲透技術(shù)的一個(gè)弊病，因硝酸銨廢水中含有氨態(tài)氮，不能像其他水處理濃水一樣排放，且反沖洗水也含有氨態(tài)氮，所有雜質(zhì)全部在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，時(shí)間久了系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)會(huì)越來(lái)越多，影響系統(tǒng)運(yùn)行。

為解決此問(wèn)題，裝置在超濾系統(tǒng)前面增加了過(guò)濾盤(pán)式過(guò)濾器、T型過(guò)濾器，以及2級(jí)沉降，對(duì)硝酸銨廢水除利用原來(lái)的900m3沉降池進(jìn)行沉降外，另外增加50m3沉降池4個(gè)，運(yùn)行2個(gè)備用2個(gè)，進(jìn)行沉降，清理系統(tǒng)的雜質(zhì)，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的目的。

2）硝酸銨廢水指標(biāo)不穩(wěn)定

硝酸銨蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，廢水指標(biāo)有時(shí)嚴(yán)重超標(biāo)，并且非常不穩(wěn)定，對(duì)反滲透的運(yùn)行造成較大的威脅，并且對(duì)反滲透膜造成損傷。

為解決此問(wèn)題，首先增加2個(gè)容積100m3的廢水調(diào)節(jié)緩沖罐，穩(wěn)定硝酸銨廢水的pH和鹽含量；其次對(duì)二級(jí)反滲透、三級(jí)反滲透濃水進(jìn)行改造，配置管道將濃水引入緩沖罐中進(jìn)行貯存，或引入原水池中再次進(jìn)行處理，可在最短時(shí)間內(nèi)調(diào)整三級(jí)反滲透產(chǎn)出淡水至合格水平，不影響生產(chǎn)。

3）超濾膜和反滲透膜堵塞

超濾膜和反滲透膜堵塞，運(yùn)行壽命不足1年。這個(gè)問(wèn)題是反滲透技術(shù)無(wú)法應(yīng)用到硝酸銨廢水處理中的真正原因。

針對(duì)以上問(wèn)題，首先在設(shè)計(jì)階段，增加超濾和反滲透的反洗次數(shù)，延長(zhǎng)運(yùn)行周期；其次增加反滲透中水的流速和流量，使水流速超過(guò)3m/s，減少水的自身結(jié)垢和雜質(zhì)集聚。

根據(jù)硝化細(xì)菌產(chǎn)生的成因，制定廢水的pH值指標(biāo)，降低細(xì)菌生存環(huán)境的適宜性，大大延長(zhǎng)了反滲透的運(yùn)行周期。

為徹底解決堵塞問(wèn)題，針對(duì)反滲透堵塞和堵塞后的清理進(jìn)行研究。硝酸銨廢水中含有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)很容易粘附在反滲透系統(tǒng)上，堵塞反滲透系統(tǒng)的超濾膜和一級(jí)反滲透膜，且堵塞物質(zhì)的黏度大，采用常規(guī)的酸性清洗劑（鹽酸、硝酸、硫酸）及堿性清洗劑（燒堿、次氯酸鈉）等藥物進(jìn)行泡洗基本沒(méi)有效果，即使在藥物泡洗的基礎(chǔ)上再對(duì)堵塞物質(zhì)用水進(jìn)行沖洗，效果仍不明顯，處理后的反滲透系統(tǒng)只能維持1～2d，就重新回到堵塞的狀態(tài)。并且進(jìn)行藥物泡洗和沖洗處理每次需要12~24h，不僅成本高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，處理效果還不好，嚴(yán)重影響工廠的生產(chǎn)效率。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析硝基復(fù)合肥裝置處理的硝酸銨廢水的特性及與北京頗爾過(guò)濾器有限公司技術(shù)人員溝通后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致堵塞物質(zhì)難以被清除的原因在于：硝酸銨廢水中的硝化菌類(lèi)在經(jīng)過(guò)反滲透水處理系統(tǒng)的超濾膜和一級(jí)反滲透膜時(shí)會(huì)粘附在超濾膜和一級(jí)反滲透膜上，堵塞超濾膜和一級(jí)反滲透膜。對(duì)此采用清洗、藥物泡洗、空氣快速分離、清水沖洗的方法，實(shí)現(xiàn)了超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)每6個(gè)月以上清洗一次，即可滿足生產(chǎn)需求。

4、結(jié)束語(yǔ)

反滲透技術(shù)在硝酸銨廢水處理中的應(yīng)用，是硝酸銨廢水處理中的一次嘗試，是一次成功的嘗試，雖然在運(yùn)行的前2年系統(tǒng)運(yùn)行不太正常，但是最終解決了硝酸銨廢水處理的瓶頸問(wèn)題，大大節(jié)省了人力和物力，并且裝置在第2年就真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，同樣也說(shuō)明這套裝置應(yīng)用的成功。（來(lái)源：山東聊城魯西硝基復(fù)肥有限公司）