[发明专利]一种硝酸铵交换分子筛产出废液的回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种硝酸铵交换分子筛产出废液的回收系统及方法，包括用于对原水进行预处理的陶瓷膜过滤器、用于对经预处理的清液进行除去多价离子的树脂交换软化装置、双极膜电渗析装置、中空纤维脱气膜装置。本申请中将该废水送入双极膜系统可进行物质转化，将含铵无机盐溶液转化为酸溶液和氨水溶液，然后再转化的含铵无机盐溶液通过中空纤维脱氨气膜(脱氨膜)去吸附铵，从而完成保证溶液中的杂质不在系统内富集，确保含铵无机盐在生产系统继续循环使用，同时，溶液中的杂质随着外排液将从系统内排出，这样可较好的实现资源的回收利用。

技术领域

本发明涉及物理化学和电化学技术领域，尤其涉及一种硝酸铵交换分子筛产出废液的回收系统及方法。

背景技术

沸石分子筛是一种无机含硅晶体，最重要的几种合成沸石分子筛一般采用水热合成方法，为钠型分子筛，需要将分子筛中钠离子置换成氢元素才能具有较好的催化活性。一般采用含量5-20％含铵无机盐等铵离子溶液进行钠离子的交换处理，而剩余的含铵无机盐溶液转变成含钠无机盐溶液。由于含铵无机盐属于含氮类物质，大量含铵无机盐会对环境造成污染，提升了污水系统处理的难度。

电渗析是指电流通过物质而引起化学变化的过程。已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。原理是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下，使溶液中的带电离子有选择性的透过阴、阳离子交换膜，采用不同的组装形式，使其达到分离或浓缩的目的。

含铵无机盐溶液是常用的交换液，将分子筛中钠离子置换成氢元素才能具有较好的催化活性。

目前，工业上的含铵盐水主要由酸碱中和制备得到，常用的回收方法有三种，包括吹脱法、离子交换树脂法和电解法。

吹脱法主要是利用氨氮在废水中主要以铵离子(NH₄⁺)和游离氨(NH₃)状态存在，其平衡关系如下所示：NH₃+H₂O—NH₄⁺+OH^-这个关系受pH值的影响，当pH值时，平衡向左移动，游离氨的比例增大。常温时，当pH值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态存在，而pH为11左右时，游离氨大致占98，游离氨易于从水中逸出，如加以曝气的话，则可以促使氨从水中逸出。该方法生产的氨水产品纯度可以满足使用要求，但由于此方法只能回收氨气形成氨水，对含废水中的其他阴离子无去除作用，因此会增加后续水处理成本。

离子交换法以含铵盐水为原料，在离子交换树脂中进行离子交换；使用离子交换法生产，交换树脂再生时容易带入Na⁺离子，而Na⁺离子含量高低对分子筛性能有重要影响；再者使用离子交换法生产工艺，会产生大量的废水。

目前国内有利用双极膜电解法电解含铵盐水处理和回收铵的工艺，本发明相对其他工艺更加简单，操作方便，成本低，极大减少废水排放，无污染，使废水中的物质分离后回收利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种硝酸铵交换分子筛产出废液的回收系统及方法，解决常规硝酸铵交换分子筛产出废液处理工艺成本较高、工艺较为复杂、以及缺少废水物质回收利用的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种硝酸铵交换分子筛产出废液的回收系统及方法，包括用于对原水进行预处理的陶瓷膜过滤器、用于对经预处理的清液进行除去多价离子的树脂交换软化装置、双极膜电渗析装置、中空纤维脱气膜装置；

其中将含有多种杂质的NH₄NO₃溶液通过离心泵送入陶瓷膜过滤器，通过所述陶瓷膜过滤器内的陶瓷滤芯对NH₄NO₃溶液进行预处理，使得大于滤孔的固体颗粒及不溶性硅被过滤界面截留同时通过浓缩液排出，使得原水中的杂质分离并得到清液；