硝酸铵废水回收技术改变了原有硝酸铵废水兑水冲稀的处理方式，取得了良好的环保效益和经济效益。在《硝酸工业污染物排放标准》(GB 26131—2010)中规定了新建企业水污染物排放限值(氨氮质量浓度≤10 mg/L，总氮质量浓度≤30 mg/L)，同时对特定地区制定了更严格的水污染物排放限值。苏州华清水处理技术有限公司(以下简称苏州华清公司)回收硝酸铵废水项目起步于2008年，在进行了为期3年的中试研究后，2011年开始进行此类工程的开发，为获得第一手资料，在国内进行了调研考察。

2011年至2014年，先后对陕西兴化、贵州开磷、川化、山东联合化工、内蒙古乌拉山、河南晋开、山西丰喜、河南永昌、广西柳化、内蒙古伊东九鼎、安徽淮化、山西平朔、神华乌海、甘肃刘化、重庆富源、湖北凯龙等公司的电渗析法处理硝酸铵废水装置进行了调研考察，内容包括装置运行是否可靠稳定、处理后淡水中氨氮含量是否达到国家标准规定的要求、用户对电渗析法处理硝酸铵废水装置的意见等。考察结果表明：电渗析法处理硝酸铵废水装置运行可靠稳定；在额定负荷下，除山东联合化工的电渗析装置处理后的淡水中氨氮质量浓度能达到≤10 mg/L外，其余各企业处理后的淡水中氨氮质量浓度大都在15 mg/L左右，最差的淡水电导率可达691 μS/cm(相当于氨氮质量浓度170 mg/L左右)。

通过调研考察，电渗析法处理硝酸铵废水装置存在的问题：①电渗析器前段膜片运行几个月就发生堵塞，需频繁更换；②存在电渗析器向外漏水和膜片间相互串水的现象；③电渗析器的脱盐率较低，仅70%左右；④处理后的淡水中氨氮质量浓度难以达到≤10 mg/L。

根据开发电去离子净水技术的经验，针对上述电渗析法处理硝酸铵废水存在的问题，提出对电渗析法处理后得到的淡水再进行深度处理。此种将常规电渗析浓缩分离与特种电去离子深度处理相结合的处理硝酸铵废水的方法，称为改良型电渗析法。

2011年9月，苏州华清公司与河南永昌硝基肥有限公司合作，在原电渗析处理硝酸铵废水装置之后增设1套10 m³/h电去离子深度处理装置。电去离子深度处理装置由4个特制的电去离子膜堆和1套人机界面控制系统构成，具有很好的自动控制能力，可无人值守。运行记录表明：电去离子深度处理装置在额定负荷10 m³/h、进水电导率≤60 μS/cm(相当于氨氮质量浓度15 mg/L)的条件下，可使出水中氨氮质量浓度≤1 mg/L，甚至电导率达1 μS/cm；即使进水中硝酸铵含量过高，但经过电渗析和电去离子装置处理后，也未出现膜堆终端出水氨氮质量浓度超过10 mg/L的情况。

该硝酸铵废水深度处理系统有如下特点：①出水水质好；②模块化结构，方便调节处理水量；③占地面积小，便于安装维护；④操作简单、自动化程度好，可无人值守；⑤耗电少，经济效益好；⑥节约用水，对环境友好，社会效益好。同时，对电渗析装置而言，由于降低了低含盐段处理的负荷，提高了其工作效率，有助于延长电渗析装置的使用寿命。因此，建议采用电渗析处理硝酸铵废水的企业增建1套电去离子深度处理装置，通过调节电去离子膜堆数量，使终端出水达到国家标准规定的要求，也能达到当地环保部门提出的更高的排放要求。

当今膜技术已取得长足进步，不但种类繁多，而且各有特色，采用多种膜技术集成将比使用单一膜更有成效。笔者建议采用集成膜工艺^[3]处理硝酸铵废水以代替现有的电驱动电渗析工艺，可克服原电渗析工艺浓缩效果不佳、过滤精度不高、操作复杂以及处理后淡水中硝酸铵含量高等不足。用集成膜技术处理硝酸铵废水的装置设置在该废水原液经酸碱中和调pH工艺和冷却工艺处理后，其工艺流程如图 1所示，其中高、低压反渗透工艺已完成中试试验。

图 1

处理硝酸铵废水用集成膜技术工艺流程

集成膜工艺组成：①采用超滤膜工艺过滤，去除废水原液中粒度＞0.1 μm的胶体和颗粒物，达到反渗透膜污染指数SDI≤3。②采用反渗透膜工艺对预处理后的水进行脱盐，得到硝酸铵质量分数接近10%的浓水和小于0.03%的淡水，浓水回送至硝酸铵生产母液中，而淡水经脱气膜工艺处理后再通过电去离子膜工艺进行深度脱盐。③在膜脱气器中，采用脱气膜工艺，在真空抽气的带动下，穿过反渗透膜的NH₄⁺和氨气从淡水穿过脱气膜并被质量分数0.1%~5.0%的稀硝酸吸收，从而使经反渗透处理的淡水不含游离氨；在稀硝酸吸收NH₄⁺和氨气饱和后，定期将生成的硝酸铵溶液返回超滤膜工艺前端。④采用电去离子膜工艺对经脱气膜工艺处理后的淡水进行深度脱盐，回收得到含氨氮质量浓度＜1 mg/L的脱盐水；电去离子膜工艺产生的浓水经多次循环浓缩达到一定浓度后，返回反渗透膜工艺回收。

集成膜工艺效果：①集成膜技术采用电去离子膜工艺可使处理后的硝酸铵废水含氨氮质量浓度≤1 mg/L，接近纯水的质量水平，可全部回用，节约了水资源，实现真正意义上的零排放，硝酸铵废水不再排放污染环境，环保效益好。②本集成膜技术的工艺过程均在常温下进行，无相变，因此与产生相变的蒸馏浓缩法相比，大幅降低了能耗; 与采用电渗析技术相比，采用反渗透膜工艺处理硝酸铵废水能耗有所降低，以海水淡化为例，采用反渗透膜工艺的能耗仅为采用电渗析工艺的10%。③用电渗析法或离子交换法处理硝酸铵废水的吨水运行费用约为4.5元，预计采用本集成膜法处理硝酸铵废水的全部水处理装置的运行费用可节省20%左右。④操作简单，改善了生产环境，实现清洁文明生产。

实际运行数据表明，在额定负荷下，采用电驱动膜电渗析处理硝酸铵废水，得到的淡水难以达到国标排放标准要求。随着国家对硝酸铵生产企业环保要求的提高，建议现有采用电渗析法处理硝酸铵废水的企业增设电去离子深度处理装置，使改良型电渗析法处理后的淡水中含氨氮质量浓度≤10 mg/L；对于新建企业，建议采用先进的集成膜技术对硝酸铵废水进行处理。