CN100482308C

CN100482308C - 废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法及设备

Info

Publication number: CN100482308C
Application number: CNB2006100193796A
Authority: CN
Inventors: 罗亚田
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: CN1872707A

Abstract

本发明是废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法及设备。本方法是利用真空负压抽吸方式脱除废水中的NH₃-N，并将该NH₃重新吸收为可供资源化利用的纯净氨水。本设备主要由连通的真空脱氮罐(1)、翻腾式气体吸收罐(12)或文丘里气体吸收塔(21)、真空抽吸系统组成；真空脱氮罐的罐体内至少设有一块水流隔板(1-1)，其罐体顶端设有真空负压抽吸口(6)及其排气阀(7)，其罐体下部两侧设有进水阀(2)、排水阀(4)，其罐体底部设有液体排空阀组(3)，其罐体上还设有伸入罐中液体内的NH₃-N浓度传感器(5)和可调式液位自动控制器(9)。本方法和设备运行成本低、无二次污染，构思新颖，易于推广。

Description

废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法及设备

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体是一种废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法及设备。

背景技术

当今，全球水污染状况日益加剧，水体富营养化现象越演越烈。而引起水体富营养化的重要原因就是生活和工业废水将大量的NH₃-N排入水体所致。

在生活废水和工业废水中，如果NH₃-N的浓度低(一般小于200mg/L)，则可以利用廉价的生物处理方法进行处理。但是，在很多情况下，工业废水中的NH₃-N超过1000mg/L，这种含有高浓度NH₃-N的废水会抑制微生物的生长，不宜直接应用廉价的生物处理方法加以处理，而是必须预先将高浓度NH₃-N从废水中脱除后，才能进入生物处理系统，否则将引起废水生物处理系统功能的崩溃。

因此，高浓度NH₃-N废水的脱氮技术，在废水处理领域至关重要。

目前，虽然有许多方法都能有效地去除NH₃-N，如物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等。化学方法有离子交换法，化学沉淀法、空气吹脱法、折点氯化法、电渗析法、电化学处理、催化裂解等；生物方法有硝化及藻类养殖等。但是对于工业废水的处理而言，必须具有处理方便，处理规模较大，处理性能稳定，适应于废水水质及比较经济等优点，方能在工业实践中获得广泛应用。目前工业中NH₃-N处理实用性较好的技术为以下方法：

(1)生物脱氮法

生物脱氮的原理是：在废水生物处理工程中，首先在好氧条件下，通过好氧硝化细菌作用，将废水中的NH₃-N转化为亚硝酸盐或硝酸盐，然后在缺氧条件下，利用反硝化细菌(脱氮菌)，将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。

生物脱氮法虽可以除去多种含氮化合物，二次污染小且较经济。但是它的处理设施占地面积大而且难于处理高浓度NH₃-N废水。因此，若要应用生物方法脱氮，就必须事先将废水中的高浓度NH₃-N脱除。

(2)空气吹脱法及汽提法

在废水中，由于NH₃-N通常以铵离子(NH₄ ⁺)和游离氨(NH₃)的状态保持如下可逆平衡：

因此将废水pH调节至碱性时，使平衡向生成NH₃的方向移动，于是用曝气或空气吹脱的方式(或者用蒸气)将游离氨NH₃带出水面从而降低水中的NH₃-N的浓度。

该法操作比较容易也较经济，但是必须花费大量药剂调整废水的pH至11以上，如果使用蒸汽汽提还需耗费较大能源。尽管该法目前应用较广，就经济性而言仍不属于脱氮的最佳方法。

(3)折点氯化法

折点氯化法是将氯气通入废水中与NH₄ ⁺反应：

NH₄ ⁺+1.5HClO→0.5N₂↑+1.5H₂O+2.5H⁺+1.5Cl^-

从而将NH₃-N除去。所谓折点加氯，是指当第一次加氯至为NH₄ ⁺零点时，再进行二次加氯。使氯过量以造成氯化反应的稳定。该法处理效果稳定，不受水温影响，投资较少，但是运行费用很高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染，而且仅适用于处理低浓度NH₃-N废水。

(4)化学沉淀法

化学沉淀法是向废水中投加某种化学药剂，使之与NH₄ ⁺发生反应生成难溶性物质沉淀而与水分离。例如：往废水中加入MgO或〔Mg(OH)₂+H₃PO₄〕与NH₄ ⁺反应生成MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀。该法适宜的pH为9～11，pH过低过高皆对反应不利。使用化学沉淀法除氮，一是pH控制需用药剂调整精确，二是只能处理氨氮浓度<900mg/L的废水。

(5)电解法

电解法利用阳极氧化性可直接或间接地将NH₃-N氧化，具有较高的NH₃-N去除率，该方法操作简便自动化程度高，其缺点是耗电量大，因此并不适用于大规模含NH₃-N废水的处理。

(6)超临界氧化法和湿式空气氧化法

该两法是：在反应器中造成高温高压使废水中溶入大量的分子氧或生成羟基自由基(HO·)，从而将NH₃-N转化为N₂。尽管它们脱氮效率可达很高(例如当pH＝10.8，温度255℃，压力4.2MPa条件下对1023mg/L氨氮废水进行处理，NH₃-N去除率可达98％)，但是，一般情况下都需要昂贵的贵金属催化剂，而且对反应器和泵类设备有很高的耐腐蚀和耐高温高压要求，因此暂时还不可能成为广泛应用的除氨方法。

综上所述，现有的脱NH₃-N的工业水处理技术中，它们有的要耗费大量药剂或能源，有的只适应处理低浓度或小规模NH₃-N废水处理，有的虽然除NH₃-N效率高，但设备复杂昂贵。目前只有生物处理技术可以对含NH₃-N废水进行廉价大规模处理，但是在目前的技术条件下，即令当今最先进的厌氧生物脱氮工艺，其处理氨氮的上限也仅达到1000mg/L，而且效率仅50％左右。而对于大多数工业含氮废水，其氨氮浓度都远远超过1000mg/L。因此，在使用生物处理法处理高浓度NH₃-N废水的之前，采用廉价方法大规模脱除其中NH₃-N是当前水处理领域研究的迫切课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种从废水中脱除NH₃-N特别是高浓度NH₃-N，并将所脱除的NH₃转化回收为可供资源化利用的纯氨水的高效方法。它可以取代现有的能耗物耗高，效率低，对环境有二次污染，而且NH₃-N不能加以资源化的废水脱氮方法。

本发明的依据的原理如下：

1.真空抽吸脱氮原理，在含NH₃-N的废水中，NH₃-N存在如下平衡：

则当我们对盛于密闭压力容器罐中并保持着一定气液界面的含NH₃-N废水的上部存气空间施加真空负压时，将造成罐上部空间的气相中NH₃分压减少，从而使得NH₃-N的平衡反应向生成NH₃的方向进行，于是水中NH₄ ⁺不断转化为NH₃逸出液相进入气相，并被真空负压不断抽出罐外。

2脱除NH₃回收原理：

将真空负压抽出NH₃气顺势通入清洁水中，由于水对NH₃的吸收而再建如下平衡：

于是获得了一定浓度的纯氨水溶液。

3.纯氨水的资源化利用原理

(1)纯氨水是植物很好的叶面肥和叶下肥，可稀释到一定的浓度后直接施用。

(2)将所得纯氨水用反渗透方法浓缩后，可作化工化肥原料。

本发明解决其技术问题采用如下技术方案：

本发明提供的废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法是：其利用真空负压抽吸方式脱除废水中的NH₃-N，并将所脱除NH₃重新吸收再生为可供资源化利用的纯净氨水，即先向真空脱氨罐泵入含NH₃-N废水，并使罐内水面保持在当向罐上部存气空间施加真空负压时，既能保证罐上部气相空间的抽真空密封性，同时又能确保罐下部液态水不致被真空负压抽出的设定液位线上，然后用与罐容积配套的真空抽吸设备向罐内上部存气空间施加设定的真空负压，促使罐内气液界面处气相中NH₃分压减小，进而迫使液相中的NH₄ ⁺不断转化为NH₃逸出水面进入气相而被真空负压抽出罐外，从而完成真空负压抽吸脱氮过程。

为实现上述废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法，本发明提供了废水中氨氮的真空负压抽吸脱除设备，其主要由连通的真空脱氮罐、翻腾式气体吸收罐或文丘里气体吸收塔、真空抽吸系统组成。其中：真空脱氮罐的罐体内至少设有一块水流隔板，水流隔板垂直于罐内进出水方向安装，其罐体顶端设有真空负压抽吸口及其排气阀，其罐体下部两侧设有进水阀、排水阀，其罐体底部设有液体排空阀组，其罐体上还设有伸入罐中液体内的NH₃-N浓度传感器和可调式液位自动控制器。

本发明采用了一种全新的方法—真空负压抽吸脱氮法脱除废水中的高浓度NH₃-N。本方法的特点是：在常温和无需调整废水pH值的前提下，对盛有含NH₃-N废水的并保持着一定气液界面的密封真空脱氮罐上部存气空间施加真空负压而产生抽吸作用，使废水中NH₄ ⁺不断转化为NH₃分子逸出水面进入气相而被抽出罐外。同时，被抽出的NH₃又被顺势通入气体回收装置用清洁水重新吸收而形成可以直接作植物叶面肥，浓缩后又可成为化工化肥原料的纯净氨水。

本发明与现有的其它废水脱氨方法相比，不仅运行成本低廉，简单易控，对环境无二次污染，而且能将废水中的NH₃-N转化为可供资源化利用的纯净氨水，实属一种全新的绿色的废水脱氮技术。本发明提供的废水脱氨设备构思新颖，结构合理，实用性强，易于推广。

附图说明

图1是既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之一。

图2是只能序批式(间隙式)运行的真空负压抽吸脱氮设备。

图3是既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之二。

图4是既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之三。

图5是既可序批式又可连续运行式真空脱氮设备系统设备之四。

具体实施方式

本发明有别于现有技术，是一种废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法及新型高效设备。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

一.废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法

本方法利用真空负压抽吸方式脱除废水中的NH₃-N，并将所脱除NH₃重新吸收再生为可供资源化利用的纯净氨水，其按下述步骤进行：

a.脱除废水中的NH₃-N：先向真空脱氨罐1泵入含NH₃-N废水，并使罐内水面保持在当向罐上部存气空间施加真空负压时，既能保证罐上部气相空间的抽真空密封性，同时又能确保罐下部液态水不致被真空负压抽出的设定液位线上，设定液位线是指罐内上部存气空间占罐总容积的20～80％的液位线，向该存气空间施加的设定的真空负压的取值范围为50～700mmHg真空度。然后用与罐容积配套的真空抽吸设备向罐内上部存气空间施加设定的真空负压，促使罐内气液界面处气相中NH₃分压减小，进而迫使液相中的NH₄ ⁺不断转化为NH₃逸出水面进入气相而被真空负压抽出罐外，从而完成真空负压抽吸脱氮过程。

在真空脱氨罐1没有安装水流隔板1—1时，其只能实现序批式脱氮作业；在真空脱氨罐安装有一块和多块水流隔板1—1时，其既能进行连续脱氮作业，也能进行序批式脱氮作业，

当真空脱氨罐进行序批式作业时，其罐内废水达到脱氮指标的要求后，用软管从罐底部的放空阀组3将水引入脱氨后水贮存池15，直至将水放空，然后进行下一次进水脱氮作业；当真空脱氨罐进行连续式作业时，其罐内废水能够在连续一次性流过的状态下进行脱氮作业。

在脱氮作业过程中，真空脱氨罐的真空抽吸阀6与真空抽吸设备的抽气端相连接。

b.所脱出的NH₃的重新吸收再生：将真空抽吸设备的排气端直接与使用其内重金属离子及有机物、无机物含量均不超标的水为吸收剂的任何一种气体吸收设备的进气端相连接，于是在脱氮过程中所脱出NH₃被水重新吸收而形成可供资源化利用的再生氨水。

在使用翻腾式气体吸收罐12或文丘里气体吸收塔21的条件下吸收氨，都能分别将所脱除NH₃重新吸收再生为可供资源化利用的纯净氨水。

上述资源化利用的再生氨水是指经稀释至一定浓度时可直接作为植物叶面叶下氮肥施用，或者，若经进一步浓缩净化则作为化工化肥生产的原料。

下面结合图1简述本方法的工作原理：

1.真空抽吸脱氮过程：连续或断续泵入含NH₃-N废水，并且由液位自动控制装置通过对进水水泵停启或进水泵转速(流量)的控制将罐内的液面控制在使罐上部容积形成占其总容积的20～80％的存气空间的水位高度线上。从而使罐内严格保持一个固定的上部存气空间和气液界面，以保证向上部存气空间施加真空负压时的密封性，同时又保证下部液体不会被真空负压从抽吸口中抽出。当液面稳定后，即通过与真空脱氮罐容积配套的水喷射式真空泵由顶部向罐内存气空间施加真空度在6666—93324Pa范围内的某一真空负压，迫使存气空间中气体的NH₃分压减小，于是液相中的NH₄ ⁺便不断转化为NH₃逸出液面进入气相而被抽出罐外，从而达到连续(或断续)将水中NH₃-N脱出的目的。

2.脱出NH₃的吸收过程：以其内重金属离子、NH₃-N、有机物及其它无机物浓度皆不超标的水(江、河、湖水、地下水，以及二级生物处理污水厂的排水等“中水”)作为吸收剂。将真空抽吸设备的排气端直接与翻腾式气体回收罐的进水阀相连，于是由真空设备抽吸排出的NH₃便再次溶入水中而再生为较纯净的氨水。当经过一定时间，吸收水中的NH₃-N达到饱和后，将之排出作为氨水产品储存以供资源化利用，然后重新换入新的吸收水再进入NH₃吸收作业。如此周而复始完成废水中经真空负压脱出的NH₃重新被吸收的作业。

二.废水中氨氮的真空负压抽吸脱除设备

其主要由连通的真空脱氮罐1、翻腾式气体吸收罐12或文丘里气体吸收塔21、真空抽吸系统组成。真空脱氮罐1和翻腾式气体吸收罐12，其罐体内至少设有一块水流隔板1—1，水流隔板垂直于罐内进出水方向安装，其罐体顶端设有真空负压抽吸阀6及其排气阀7，其罐体下部两侧设有进水阀2、排水阀4，其罐体底部设有液体放空阀组3，其罐体上还装有真空表或真空度传感器8以及伸入罐中液体内的NH₃-N浓度传感器5和可调式液位自动控制器9。

上述真空抽吸系统可采用水喷射式真空泵，其由水喷射器10和水泵11组成；或者采用水环式或旋片式真空泵18。真空抽吸系统也可采用抽真空/气体吸收一体化装置26，其由水喷射器10直接装入翻腾式气体吸收罐12内所组成。无论哪种真空抽吸系统，都要求其抽吸保证真空度必须≥0.09MPa。

本设备有两大类，即：第一类是既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备，第二类是只能序批式(间隙式)运行的真空负压抽吸脱氮设备。其本质区别在于：第一类的真空脱氮罐1中装有一块或多块水流隔板1—1，其可使罐内的水流不会短路，该水流呈上下翻腾式的流态，因此本设备既可序批式又可连续作业，而且脱氮效率高。第二类的真空脱氮罐1却没有安装水流隔板1—1，因而在连续作业时内部水流会短路，因此只能进行序批式作业，并且使脱氮效率低。

下面结合附图对上述设备作进一步说明。

(一)既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备

有四种设备组合方案，具体如下：

实例一.既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之一：

本设备组合为典型和最简单的，其结构如图1所示：由真空脱氮罐1、水喷射式真空泵(包括水喷射器10和配套水泵11)以及翻腾式气体吸收罐12三大部分组成。真空脱氮罐1和翻腾式气体吸收罐12，其罐内设有1～60块水流隔板1—1，或者根据真空脱氮罐1和翻腾式气体吸收罐12的容积大小而定，水流隔板数随容积大而增多；若设有两块或两块以上的水流隔板1—1时，这些水流隔板在罐内呈上下交错的平行排列。图中序号13和14分别是液体流量计、氨水贮存罐。

第一类真空脱氮罐1，既可以进行序批式作业又可进行连续式作业，其内部装有可调式自动液位控制器，它能确保无论在序批式或连续式作业状况下，罐内泵入的含NH₃-N废水总是能保持在使罐上部具有罐体积的20％的存气空间的恒定液位线上，以保证脱氮时既不破坏罐密封状态同时又不至将液态水抽入真空系统，最终保证脱氮的高效性；其中的水喷射式真空泵(水喷射器10和水泵11)与翻腾式气体吸收罐12首尾相接构成一个循环体系，该体系利用清洁水作为高速循环工作介质，该循环水在使喷射器10产生供给真空脱氮罐1所需要的真空负压的同时，还将所脱出的NH₃吸收而最终变成纯净氨水。

本设备系统脱氮与NH₃吸收的操作步骤是首先启动含NH₃-N废水进水泵让含NH₃-N废水以一定的流量连续流过真空脱氮罐1(或者以每批处理一罐的序批方式进水)，然后启动水喷射式真空泵的水泵11，造成循环体系中清洁水的高速循环，从而在水喷射器10的抽气端产生负压。当该负压接入真空脱氮罐1的顶端抽吸阀时，即产生对脱氮罐上部的真空抽吸。于是罐内液相中的NH₄ ⁺连续转化为NH₃逸入气相而被抽走。而抽出的NH₃又被水喷射器直接喷入翻腾式气体吸收罐12而被清洁水循环吸收最终生成可资源化利用的纯净氨水，当循环体系中的水中NH₃-N浓度达到预定浓度后，将之排出作为氨水贮存，然后换新水再投入工作。

当真空脱氮罐1进行连续作业时，进水阀2、排水阀4和真空抽吸阀6开启，其余阀均关闭。含NH₃-N废水经隔栅17进入由进水泵16按一定流量连续由进水阀2泵入罐内，在罐内翻腾流态下高效脱氮后水从排水阀4连续流入脱氮后水贮池15；当真空脱氮罐1进行序批式作业时，在进水时进水阀2和排气阀7开启，其余阀均关闭，当罐内水位升至既定水位时，可调式水位控制器9控制进水泵16停转，然后进水阀2和排气阀7关闭，真空抽吸阀6打开，再启动真空系统(水喷射器10和水泵11)，同时进行真空脱氮和NH₃吸收。脱氮完毕后，停下水喷射式真空泵，打开罐底部的放空阀组3，用软管从放空阀组3将水引入脱氨后水贮存池15，直至将水放空，如此周而复始。

采用本实例的设备进行真空脱氮处理，其处理设备规模为连续流量4L/h，处理时间1h，在不同的真空负压下可获得附表一的结果。

实例二.既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之二：

本设备的结构如图3所示：采用文丘里气体吸收塔21代替了图1中的翻腾式气体吸收罐12，采用水环式或旋片式真空泵18代替了图1中的水喷射式真空泵。图中序号22和23分别是循环水箱、循环水泵。除此之外，其它部件包括连接关系均同实例一。

本设备进行真空脱氮处理。其处理设备规模为连续流量4L/h，处理时间1h，在不同的真空负压下可获得附表三的结果。与实例一相比，该设备的脱氮和氨再生效果稍微差一点，而且基建和运行成本较贵，但它应证了可以用文丘里气体吸收塔替代翻腾式气体吸收罐的结论。相比之下，实例一所用的翻腾式气体回收罐12优越得多。

实例三.既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之三：

本设备的结构如图4所示：采用了一个多隔板翻腾式真空脱氮罐1以及两个翻腾式气体吸收罐12(简称吸收罐)，其内腔沿垂直进出水阀方向均设有多块上下均匀交错的平行排列的防水流短路隔板，本实例设计为六块隔板。

本装置的喷射式真空抽吸系统于真空脱氮罐1和翻腾式气体吸收罐12的连通方式基本同实例一，只不过增加了一个翻腾式气体吸收罐12。因增加了一个翻腾式气体吸收罐12，因此通过连接管道，水喷射式真空泵通过电磁进水阀24和电磁出水阀25来实现在两个翻腾式气体回收罐之间的倒换。两个翻腾式气体回收罐实行交替作业：当一个与水喷射式真空泵联合运行时，一个则在离线排除饱和氨水或加新水。本设备系统方案是处理效果最好、最完美的方案。

本设备的工作原理是：整个系统由两个翻腾式气体(NH₃)吸收罐进行交替作业，即当一个在排出饱和氨水时，另一个在吸收NH₃，两者共用一套水喷射式真空泵并且运用电磁阀组实现两个罐的交替运行。与实例1设备系统相比，本实例中由于脱氮和NH₃吸收都实现了更长期连续运行，因此该设备系统产生了高效益低成本。

本设备进行脱氮处理，设备处理规模为4L/h，在连续废水流量为4L/h的条件下变动抽吸真空度，处理1h后取样检测获得表四结果。

实例四.既可序批式又可连续运行的真空负压抽吸脱氮设备之四：

本设备的结构如图5所示：其由安装一个水流隔板的真空脱氮罐1和抽真空/气体吸收一体化装置26所组成。抽真空/气体吸收一体化装置26，其由水喷射器10直接装入翻腾式气体吸收罐12内所组成，因此具有抽真空和气体回收双重功能，从而成为本发明的优秀设备之一。

本设备进行脱氮处理：其处理规模为4L/h，废水连续流量为4L/h，处理时间1h，在不同真空度下获得表五的结果。

本设备具有同实例一的优点，也是高效低成本的优秀设备组合。

(二)只能序批式(间隙式)运行的真空负压抽吸脱氮设备

实例五.

本设备的结构如图2所示：采用无隔板式真空脱氮罐，以及水环式(或旋片式)真空泵。除真空抽吸系统外，其它同实例一。

本设备的真空抽吸系统设有两个气水分离器19，其由水环式真空泵18连通。其中，一个气水分离器还由连接管道和真空负压抽吸阀6与真空脱氮罐1连通，另一个气水分离器则由连接管道和进气阀20与翻腾式循环气体(NH₃)吸收罐12连通。该真空脱氮罐因无水流隔板，故只能进行序批式作业。

本设备用于脱氮处理，其结果请见附表二。设备规模亦为4L/次，每次处理时间1小时。该方案在本发明五个实例设备中效果稍差，而且操作较复杂，基建和运行成本较高，但是仍优于现有的传统脱氨设备，而且应证了可以用水环式(或旋片式)真空泵替代水喷射式真空泵的结论，同时也证实了本发明的典型优秀设备系统方案中采用水喷射真空泵的诸多优点。

在以上五个实例中，在基本的真空脱氮原理下，组合了不同的设备系统加以实施。其中的实例一、实例三、实例四皆为本发明的典型优秀设备系统方案，它们共同具有高效以及基建投资和运行成本低廉的特征，而实例二和实例五则是用以应证和反衬它们的优越性。

以上五个实例是在同一原理下的不同设备的组合。用它们分别对NH₃-N浓度为6330mg/L的老龄化垃圾渗滤液和NH₃-N浓度为1340mg/L的焦化废水进行脱氮处理，其结果见表一至表五。

上述五个实例仅是对本发明的进一步说明，并不是为了限制本发明的实施。

以上的五个实例中，所有NH₃-N的浓度检测，均采用纳氏试剂比色法。而处理装置系统的脱氮率与NH₃再生吸收率的计算用下两式：

附表

表一实例1在不同真空度负压条件下脱氮处理结果

表二实例2在不同真空度负压条件下脱氮处理结果

表三实例3在不同真空度负压条件下脱氮处理结果

表四实例4在不同真空度负压条件下脱氮处理结果

表五实例5在不同真空度负压条件下脱氮处理结果

Claims

1.废水中氨氮的脱除方法，包括真空脱氨罐(1)的使用，其特征是废水中氨氮的真空负压抽吸脱除方法，其利用真空负压抽吸方式脱除废水中的NH₃-N，并将所脱除NH₃重新吸收再生为可供资源化利用的纯净氨水，其按下述步骤进行：

a.脱除废水中的NH₃-N：先向真空脱氨罐(1)泵入含NH₃-N废水，并使罐内水面保持在当向罐上部存气空间施加真空负压时，既能保证罐上部气相空间的抽真空密封性，同时又能确保罐下部液态水不致被真空负压抽出的设定液位线上，然后用与罐容积配套的真空抽吸设备向罐内上部存气空间施加设定的真空负压，促使罐内气液界面处气相中NH₃分压减小，进而迫使液相中的NH₄ ⁺不断转化为NH₃逸出水面进入气相而被真空负压抽出罐外，从而完成

真空负压抽吸脱氮过程，

在真空脱氨罐(1)安装有一块和多块水流隔板(1—1)时，其既能进行连续脱氮作业，也能进行序批式脱氮作业，

当真空脱氨罐(1)进行序批式作业时，其罐内废水达到脱氮指标的要求后，用软管从罐底部的放空阀组(3)将水引入脱氨后水贮存池(15)，直至将水放空，然后进行下一次进水脱氮作业；当真空脱氨罐进行连续式作业时，其罐内废水能够在连续一次性流过的状态下进行脱氮作业，

在脱氮作业过程中，真空脱氨罐的真空抽吸阀(6)与真空抽吸设备的抽气端相连接，

b.所脱出的NH₃的重新吸收再生：将真空抽吸设备的排气端直接与使用其内重金属离子及有机物、无机物含量均不超标的水为吸收剂的翻腾式气体吸收罐或文丘里气体吸收塔的进气端相连接，于是在脱氮过程中所脱出NH₃被水重新吸收而形成可供资源化利用的再生氨水，

在使用翻腾式气体吸收罐(12)或文丘里气体吸收塔(21)的条件下吸收氨，都能分别将所脱除NH₃重新吸收再生为可供资源化利用的纯净氨水。

2.根据权利要求书1所述的废水中氨氮的脱除方法，其特征在于：资源化利用的再生氨水是指经稀释至一定浓度时可直接作为植物叶面叶下氮肥施用，或者，若经进一步浓缩净化则作为化工化肥生产的原料。

3.根据权利要求书1所述的废水中氨氮的脱除方法，其特征在于：设定液位线是指罐内上部存气空间占罐总容积的20～80％的液位线，向该存气空间施加的设定的真空负压的取值范围为6666—93324Pa真空度。

4.废水中氨氮的脱除设备，其特征是废水中氨氮的真空负压抽吸脱除设备，其主要由连通的真空脱氮罐(1)、翻腾式气体吸收罐(12)或文丘里气体吸收塔(21)、真空抽吸系统组成；真空脱氮罐(1)的罐体内至少设有一块水流隔板(1—1)，水流隔板垂直于罐内进出水方向安装，其罐体顶端设有真空负压抽吸阀(6)及其排气阀(7)，其罐体下部两侧设有进水阀(2)、排水阀(4)，其罐体底部设有液体放空阀组(3)，其罐体上还设有伸入罐中液体内的氨氮浓度传感器(5)和可调式液位自动控制器(9)。

5.根据权利要求书4所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：真空脱氮罐(1)罐内设有1～60块水流隔板(1—1)。

6.根据权利要求书5所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：2块或3～60块的水流隔板(1—1)，其在真空脱氮罐(1)罐内呈上下交错的平行排列。

7.根据权利要求书4所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：翻腾式气体吸收罐(12)罐内设有1～60块水流隔板(1—1)。

8.根据权利要求书7所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：2块或3～60块的水流隔板(1—1)，其在翻腾式气体吸收罐(12)罐内呈上下交错的平行排列。

9.根据权利要求书4所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：真空抽吸系统采用水喷射式真空泵，其由水喷射器(10)和水泵(11)组成，其与翻腾式气体吸收罐(12)首尾相接构成一个循环体系，该体系以同一清洁水作为循环工作介质，在循环中既产生供给真空脱氮罐(1)所需要的抽吸负压，又吸收脱出的NH₃；或者采用水环式或旋片式真空泵(18)；这三种真空泵的保证真空度必须≥0.09MPa。

10.根据权利要求书4所述的废水中氨氮的脱除设备，其特征在于：真空抽吸系统采用抽真空和气体吸收一体化装置(26)，其由水喷射器(10)直接装入翻腾式气体吸收罐(12)内所组成。