CN102964029B

CN102964029B - 回收氨氮的高浓度氨氮废水处理的方法及其系统

Info

Publication number: CN102964029B
Application number: CN2012104693819A
Authority: CN
Inventors: 万玉山; 李娜; 王莉
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: JIANGSU FENGCHENG PAPER CO., LTD.
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: CN102964029A

Abstract

本发明提供一种回收氨氮的高浓度氨氮废水处理的方法，步骤如下：a、将加入脱氮助剂的高浓度氨氮废水放入曝气池中，调节其pH值；b、废水在曝气池中停留后，将废水中游离氨气排至氨气吸收池，经吸收后回用，液体排入吸附池；c、液体在吸附池中经吸附剂进一步吸收后进入好氧滤池，过滤后的清水进入清水池，沉淀后即可通入回用水栓；本发明在曝气过程中添加脱氮助剂，提高了吹脱效率。吹脱出的氨气回收利用，避免了二次污染。对吸附剂进行解吸再生循环使用，降低了成本。污水提升较少，污水处理单元靠重力自流，运行费用很低。系统装置结构简单、安装操作方便。同时实现了污水回用，达到污水零排放的目标，也节约了水资源。

Description

回收氨氮的高浓度氨氮废水处理的方法及其系统

技术领域

本发明属于废水处理技术与资源化领域，涉及一种废水处理与回用的装置与方法。

背景技术

随着经济的迅速发展，高浓度氨氮废水的排放量也越来越大，对环境的影响越来越严重。高浓度氨氮废水主要来源于垃圾填埋厂、肉类加工厂、炼油厂、制冷剂厂、酒厂、石化厂等。水体中氨氮含量超标会造成水体生态环境恶化，危害鱼类等水生生物的生存和人体健康，形成水体富营养化，降低水体观赏价值，也会增加水处理成本。

目前，国内外对高浓度氨氮废水的处理技术主要有化学法、物理法和生物法三类。应用较广泛的有吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、离子交换法、生物滤池等。

吹脱法是通过调节废水的pH值，使废水的氨氮转化为游离氨，用空气将游离氨吹脱。但一般空气吹脱法只能去除废水中75%左右的氨氮，难以达标排放，而且氨气向大气中转移也会产生二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中空气吹脱法废水中氨氮去除率低会产生二次污染的不足，提供一种回收氨氮的高浓度氨氮废水处理的方法及其系统。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种回收氨氮的高浓度氨氮废水处理的方法，具体步骤如下：

a、将加入脱氮助剂的高浓度氨氮废水放入曝气池中，调节其pH值为9-12；

b、在25-50℃条件下，废水在曝气池中停留60-180min进行曝气处理，将废水中游离氨气排至氨气吸收池，经吸收后回用，液体排入吸附池；

c、液体在吸附池中停留90～120min经吸附剂进一步吸附后进入好氧滤池，过滤后的清水从滤池的集水槽进入清水池，沉淀后即可通入回用水栓；

其中所述的吸附剂为将含硅化合物、含铝化合物、碱和水按SiO₂／A1₂O₃=1.2-2.4、SiO₂／OH-=6.0-1.0、H₂0／OH-=35-100的比例混合，在85-95°C下水热反应5-6h，析出晶体，取出晶体产品过滤、洗涤、干燥，得到。

步骤a中所述的脱氮助剂按质量比计由10-50%丁酮、10-50%的聚乙烯多胺盐类，10-50%的羟乙基纤维素醚和10-60%的次氯酸钠混合而成，脱氮助剂的加入量为10-40ppm。

步骤b中所述的废水在曝气池中停留时温度为50℃；步骤b中所述的氨气吸收池中溶液为2-3%的硫酸溶液，吸收氨气后生成硫酸铵回用。

步骤c中所述吸附剂吸附饱和后取出放入含有浓度为0.3-0.7mol/L、pH=12的NaCl或碳酸氢钠或柠檬酸钠溶液的解吸池中进行解吸再生，解吸再生液回流进入曝气池。

所述的含硅化合物包括水玻璃或硅溶胶；含铝化合物如水合氧化铝；碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。

一种利用回收氨氮的高浓度氨氮废水处理方法处理废水的处理系统，包括曝气池、氨气吸收池、吸附池和好氧滤池，所述的曝气池底部设置有进水管，进水管连接有水泵，水泵进水口前设置有吹脱助剂添加计量系统，在吹脱助剂添加计量系统与水泵进水口之间连接有脱氮助剂计量添加管，曝气池的中下部设有碱液添加入口，曝气池的上部设有pH值测量装置，曝气池底部设置有曝气系统，曝气池的出水口处设有气液分离器，曝气池的顶部设有氨气收集管，氨气收集管中设置有用于排出氨气的风扇，氨气收集管与氨气吸收池连通，曝气池的出水口连接吸附池的进水口，吸附池的出水口通过好氧滤池的进水管连接好氧滤池上部的布水器，好氧滤池的集水槽通过出水管连接清水池的入口，清水池的出口连接回用水栓；

所述的吸附池从进水口到出水口依次分布有多个吸附区，每个吸附区内填充有吸附剂，从进水口到出水口吸附剂的粒径逐渐变小；

所述的好氧滤池包括多层抽屉式分布的滤料支撑架，一方面加强通风，避免产生臭气，另一方面便于观察和更换滤料，当该层滤料堵塞严重，滤速很低时，只需把该层滤料抽出更换即可，每层滤料支撑架为倒梯形，每层滤料支撑架内填充有滤料，每层中的滤料从上到下其粒径逐渐变小，好氧滤池的底部设有进风口、集水槽和出水管。

作为优选，所述的曝气池顶部为锥形。

作为优选，所述的曝气池进水管开口向上，上部设有圆锥形布水挡板，可以使进水在曝气池内均匀分布。

进一步地，所述的集水槽上部安装消毒设备，必要时可进行消毒。

进一步地，所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理装置还包括解吸池，解吸池与曝气池连通，可以对吸附池中吸附剂进行解吸再生循环使用。

本发明的有益效果是：本发明在曝气过程中添加脱氮助剂，提高了吹脱效率。吹脱出的氨气回收利用，避免了二次污染。对吸附剂进行解吸再生循环使用，降低了成本。系统装置连续运行，适用于中大规模高浓度氨氮废水的处理。污水提升较少，污水处理单元靠重力自流，运行费用很低。系统装置结构简单、安装操作方便。同时实现了污水回用，达到污水零排放的目标，也节约了水资源。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图；

图2是曝气池剖面图。1.脱氮助剂计量添加管，2.吹脱助剂添加计量系统，3.水泵，4.pH值测量装置，5.碱液添加入口，6.进水管，7.圆锥形布水挡板，8.曝气系统，9.氨气收集管，10.顶部，11.气液分离器，12，出水口；

图3是吸附池俯视图。3-1.进水口，3-2.吸附剂，3-4、吸附区，3-3.出水口；

图4是好氧滤池的剖面图。4-1.进水管，4-2.布水器，4-3.滤料，4-5.进风口，4-6.集水槽，4-7.出水管,4-8.滤料支撑架。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本内容，因此其仅显示与本发明有关的构成。

b、在25-50℃条件下，废水在曝气池中停留60～180min进行曝气处理，将废水中游离氨气排至氨气吸收池，经吸收后回用，液体排入吸附池；

步骤b中所述的废水在曝气池中停留时温度为50℃效果较好；步骤b中所述的氨气吸收池中溶液为2-3%的硫酸溶液，吸收氨气后生成硫酸铵回用。

利用上述方法处理废水的处理系统，包括曝气池、氨气吸收池、吸附池和好氧滤池，所述的曝气池底部设置有进水管6，进水管6连接有水泵3，水泵3进水口前设置有吹脱助剂添加计量系统2，在吹脱助剂添加计量系统2与水泵3进水口之间连接有脱氮助剂计量添加管1，曝气池的中下部设有碱液添加入口5，曝气池的上部设有pH值测量装置4，曝气池底部设置有曝气系统8，曝气池的出水口处设有气液分离器11，曝气池的顶部设有氨气收集管9，氨气收集管9中设置有用于排出氨气的风扇，氨气收集管9与氨气吸收池连通，曝气池的出水口12连接吸附池的进水口3-1，吸附池的出水口3-3通过好氧滤池的进水管4-1连接好氧滤池上部的布水器4-2，好氧滤池的集水槽4-6通过出水管4-7连接清水池的入口，清水池的出口连接回用水栓；

所述的吸附池从进水口到出水口依次分布有多个吸附区3-4，每个吸附区3-4内填充有吸附剂3-2，从进水口3-1到出水口3-3吸附剂3-2的粒径逐渐变小；

所述的好氧滤池包括多层抽屉式分布的滤料支撑架4-8，一方面加强通风，避免产生臭气，另一方面便于观察和更换滤料4-3，当该层滤料4-3堵塞严重，滤速很低时，只需把该层滤料4-3抽出更换即可，每层滤料支撑架4-8为倒梯形，每层滤料支撑架4-8内填充有滤料4-3，每层中的滤料从上到下其粒径逐渐变小，好氧滤池的底部设有进风口4-5、集水槽4-6和出水管4-7。

所述的曝气池顶部10为锥形。

所述的曝气池进水管6开口向上，上部设有圆锥形布水挡板7，可以使进水在曝气池内均匀分布。

所述的集水槽4-6上部安装消毒设备，必要时可进行消毒。

所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理装置还包括解吸池，解吸池与曝气池连通，可以对吸附池中吸附剂进行解吸再生循环使用。

以下阐述本发明的工作原理：

经吹脱助剂添加计量系统2添加吹脱助剂的废水经水泵3从曝气池底部的进水管6进入曝气池，为使废水在曝气池中分布均匀，曝气池进水管6开口向上，上部设有圆锥形布水挡板7。经设置在曝气池上部的pH值测量装置4和曝气池中下部设置的碱液添加入口5，调节废水pH至9～12，在25-50℃条件下，废水在曝气池中停留60～180min，经曝气系统8曝气处理后可去除85～95%的氨氮,温度为50℃时效果最好，游离的氨气在浮力作用下上升被收集到设在曝气池锥形顶部10的氨气收集管9，经氨气收集管9内的风扇排至与氨气收集管9连通的氨气吸收池，氨气吸收池中溶液为2-3%的硫酸溶液，吸收氨气后生成硫酸铵回用。曝气池的容积大小根据进水流量和水力停留时间等计算确定。

曝气池中废水通过设置在曝气池出水口12的气液分离器11进入吸附池中，吸附池从进水口到出水口依次分布有多个吸附区3-4，每个吸附区3-4内填充有吸附剂3-2，从进水口3-1到出水口3-3吸附剂3-2粒径逐渐变小，其中吸附剂3-2为将含硅化合物、含铝化合物、碱和水按SiO₂／A1₂O₃=1.2-2.4、SiO₂／OH^-=6.0-1.0、H₂0／OH^-=35-100的比例混合，在85-95°C下水热反应5-6h，析出晶体，取出晶体产品过滤、洗涤、干燥，得到。废水在吸附池中停留90～120min，每个吸附区3-4内的吸附剂3-2去除氨氮的吸附率为30～40%。该系统还包括解吸池，解吸池中含有浓度为0.3-0.7mol/L、pH=12的NaCl或碳酸氢钠或柠檬酸钠溶液，吸附池中吸附剂3-2饱和后可将吸附剂3-2取出在解吸池中解吸，解吸后的吸附剂3-2可循环再用，解吸再生液回流进入曝气池。

经吸附剂3-2吸附后的废水通过好氧滤池的进水管4-1进入设置在好氧滤池上部的布水器4-2，进入好氧滤池，好氧滤池包括多层抽屉式分布的滤料支撑架4-8，一方面加强通风，避免产生臭气，另一方面便于观察和更换滤料4-3，当该层滤料4-3堵塞严重，滤速很低时，只需把该层滤料4-3抽出更换即可，每层滤料支撑架4-8为倒梯形，每层滤料支撑架4-8内填充有滤料4-3，每层中的滤料从上到下其粒径逐渐变小好氧滤池的底部设有进风口4-5、集水槽4-6和出水管4-7，如需消毒，可在集水槽上部安装消毒设备，过滤后的清水从好氧滤池的集水槽4-6通过出水管4-7进入清水池，清水池连接回用水栓。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种回收氨氮的高浓度氨氮废水处理系统，其特征在于：包括曝气池、氨气吸收池、吸附池和好氧滤池，所述的曝气池底部设置有进水管（6），进水管（6）连接有水泵（3），水泵（3）进水口前设置有吹脱助剂添加计量系统（2），在吹脱助剂添加计量系统（2）与水泵（3）进水口之间连接有脱氮助剂计量添加管（1），曝气池的中下部设有碱液添加入口（5），曝气池的上部设有pH值测量装置（4），曝气池底部设置有曝气系统（8），曝气池的出水口处设有气液分离器（11），曝气池的顶部设有氨气收集管（9），氨气收集管（9）中设置有用于排出氨气的风扇，氨气收集管（9）与氨气吸收池连通，曝气池的出水口（12）连接吸附池的进水口（3-1），吸附池的出水口（3-3）通过好氧滤池的进水管（4-1）连接好氧滤池上部的布水器（4-2），好氧滤池的集水槽（4-6）通过出水管（4-7）连接清水池的入口，清水池的出口连接回用水栓；

所述的吸附池从进水口到出水口依次分布有多个吸附区（3-4），每个吸附区（3-4）内填充有吸附剂（3-2），从进水口（3-1）到出水口（3-3）吸附剂（3-2）的粒径逐渐变小；

所述的好氧滤池包括多层抽屉式分布的滤料支撑架（4-8），每层滤料支撑架(4-8)为倒梯形，每层滤料支撑架（4-8）内填充有滤料(4-3)，每层中的滤料从上到下其粒径逐渐变小，好氧滤池的底部设有进风口（4-5）、集水槽（4-6）和出水管（4-7）。

2.根据权利要求1所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理系统，其特征在于：所述的曝气池顶部（10）为锥形。

3.根据权利要求1所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理系统，其特征在于：所述的曝气池进水管（6）开口向上，上部设有圆锥形布水挡板（7）。

4.根据权利要求1所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理系统，其特征在于：所述的集水槽（4-6）上部安装消毒设备。

5.根据权利要求1所述的回收氨氮的高浓度氨氮废水处理系统，其特征在于：还包括解吸池，解吸池与曝气池连通。