吸收液对中空纤维膜接触器回收尿液中氨氮的影响

采用中空纤维膜接触器(Hollow Fiber Membrane Contactor,HFMC)回收尿液中的氨氮,系统研究了吸收液类型(H3PO4、H2SO4和HNO3)对氨回收效能、水蒸气的跨膜通量和所获液体肥料的影响.结果 表明,使用H2SO4作为吸收液时氨氮回收效能最优,其次是H3PO4和HNO3.当采用H2SO4为吸收液时,氨氮回收率、氨跨膜通量和传质系数分别为84.49％±0.01％、22.92 g·m-2·h-1和2.37× 10-6 m·s-1.HNO3的挥发性使其从吸收液侧反向跨膜至料液侧,导致氨跨膜传质驱动力变小;此外,NH3和HNO3会在膜孔中反应并生成NH4NO3气溶胶,增加氨在膜孔中的传质阻力,导致氨氮的回收效能降低.对采用不同吸收液时膜两侧的水的活度差和理论水通量进行了计算,结果表明,随着氨氮的不断跨膜吸收,膜两侧的活度差和水通量逐渐增大,实验结束时水通量分别为7.44× 10-2 kg· m-2· h-1(H3 PO4)、9.06× 10-2 kg· m-2·h-1(H2SO4)和2.00×10-2 kg· m-2·h-1(HNO3).肥料组分分析表明,以H2SO4和HNO3为吸收液可以获得仅含N素的单一液体肥料,以H3PO4作吸收液可获得N-P复合肥,(NH4)2HPO4和NH4H2PO4所占的比例分别为88.33％和11.67％.