CN103183431B - 一种氨氮废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种氨氮废水处理工艺，其特征是包括以下步骤：1）含氨氮等杂质的废水，进入氨氮废水池，经废水提升泵送至高效混凝沉淀器，通过加药装置加入PAM、PAC絮凝剂，在高效混凝沉淀器中将大部分胶体及悬浮物除去，使废水中的SS值≤20mg/L；2）然后进入一段废水循环池，在一段废水循环池中加入烧碱溶液和蒸汽；3）通过一段循环泵提升经过一段过滤器后，进入一段脱气膜装置中膜的一侧进行循环；4）一段脱气膜装置采用真空脱气方式，在一段脱气膜装置内，废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧，在抽真空装置的作用下被抽出，进入氨气吸收装置。本发明直接从氨氮废水中提取游离氨制成高浓度的氨水，实现了资源的回收利用。
Description
技术领域
本发明可直接用于钛白粉生产行业的氨氮废水的处理，尤其是一种氨氮废水处理工艺。本发明可应用于以下领域：脱气膜技术在氨氮废水处理中的运用；真空脱气方式在氨氮废水处理中的运用；直接接触脱气方式在氨氮废水处理中的运用；酸吸收法在氨氮废水处理中的运用；直接从氨氮废水中回收氨水（资源回收）；直接利用生产中产生的废酸来处理氨氮废水（废物利用）。
背景技术
伴随着工农业生产的发展，氨氮废水的排放量急剧上升，已经成为环境污染中的一个重要因素。它来源相对比较广泛：如含氮有机物的分解；合成氨、焦化、石化、制药、食品等工业废水；以及化肥的使用等等均产生大量的高浓度氨氮废水。随着人们生活水平的提高，氨氮废水带来的危害越来越被人们所重视。国内外的许多专家都对此进行了多方面的研究，形成了氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、折点氯化法、生物脱氨法等技术。本专利中涉及的废水为钛白粉生产行业的氨氮废水，它主要是在钛白粉生产过程中加入氨水脱硫，形成硫酸氨所致。由于在钛白粉生产过程当中有机物含量极少，所以生物法脱氮受到较大限制，而其他的这些处理方法中都存在着像：二次污染、成本高、去除率相对较低、资源无法回收等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种氨氮废水处理工艺，本发明是利用真空脱气方式和直接接触脱气方式相结合的一种全新的技术。整个工艺过程分为两段。一段脱气膜是利用真空脱气方式，将钛白粉生产过程中产生的氨氮废水中的游离氨从废水中分离出来，从而降低废水中的氨氮浓度。同时将氨充分回收成高浓度的氨水，直接回用于生产或进行销售，降低运行成本。其次，当氨氮浓度降低到一定程度时，逐渐达到气液平衡，此时，如果继续采用真空脱气方式来提取氨氮废水中的游离氨的话，效率就非常低。为了提高效率，进一步降低氨氮废水中的氨氮浓度，将经真空脱气方式处理后的氨氮废水，进入二段继续处理。二段脱气膜是采用直接接触脱气方式，利用钛白粉生产过程中产生的废硫酸，在不增加运行成本的前提下，继续进行脱氨，从而使得氨氮废水中的氨氮浓度能够快速达到预定值。它具有：能耗低、资源回收、运行成本低、操作简单、管理方便、无二次污染等特点。
本发明要解决的主要技术问题有：
1、如何将氨从氨氮废水中分离出来；
2、如何将废水中的氨氮浓度降低到预定值；
3、如何将分离出来的氨制成高浓度的氨水；
4、如何降低运行成本；
5、如何防止二次污染。
本发明的技术方案是：
一种氨氮废水处理工艺，包括以下步骤：
1）含氨氮等杂质的废水，进入氨氮废水池，经废水提升泵送至高效混凝沉淀器，通过加药装置加入PAM、PAC絮凝剂，在高效混凝沉淀器中将大部分胶体及悬浮物除去，使废水中的SS值≤20mg/L；
2）然后进入一段废水循环池，在一段废水循环池中加入烧碱溶液和蒸汽；
3）通过一段循环泵提升经过一段过滤器后，进入一段脱气膜装置中膜的一侧进行循环；
4）一段脱气膜装置采用真空脱气方式，在一段脱气膜装置内，废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧，在抽真空装置的作用下被抽出，进入氨气吸收装置。
所述步骤2还包括在搅拌机的作用下将废水循环池中的废水的PH值调整到10-12范围内、将温度调整到25-55℃范围内。
所述步骤4后还包括以下步骤：
经氨气吸收装置吸收后的尾气，进入尾气吸收装置，利用生产车间排出的废酸对尾气进行吸收。
所述步骤4后还包括以下步骤：
废水经过几次循环后，废水中的游离氨不断被脱除，直到基本达到气液平衡时，废水进入二段废水循环池；
进入二段废水循环池后，继续利用烧碱溶液和蒸汽，并在搅拌机的作用下使废水的PH值保持在10-12范围内、使温度保持在25-55℃范围内；
通过二段循环泵提升经过二段过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的一侧进行循环；
二段脱气膜装置采用从废水中分离出来的游离氨直接与酸接触反应，被酸吸收的直接接触脱气方式。
所述步骤4后还包括以下步骤：
由生产车间排出的废硫酸，进入废酸循环池中，通过酸循环泵提升经过酸过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的另一侧进行循环；
废水中的残余游离氨从废水中被分离出来，进入膜的另一侧被废酸所吸收。经过几次循环，当废水中的氨氮浓度到达允许排放标准后，再用酸调整废水中的PH值至6-9时外排。
本发明的有益效果是：
本发明与现有氨氮废水处理技术相比较具有以下的优点和积极效果：
1、本发明直接从氨氮废水中提取游离氨制成高浓度的氨水，实现了资源的回收利用；
2、本发明快速降低氨氮废水中的氨氮浓度，氨氮的去除率高；
3、本发明利用废酸来处理氨氮废水，真正实现了废物利用；
4、本发明投资小、运行成本低、设备操作简单、易于维护；
5、本发明无有害的副产品产生、无二次污染。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1，由生产车间排出的含氨氮等杂质的废水，进入氨氮废水池。经废水提升泵送至高效混凝沉淀器，通过加药装置加入PAM、PAC絮凝剂，在高效混凝沉淀器中将大部分胶体及悬浮物除去，使废水中的SS值≤20mg/L；然后进入一段废水循环池，在一段废水循环池中加入烧碱溶液和蒸汽，并在搅拌机的作用下将PH值调整到10-12范围内、将温度调整到25-55℃范围内，通过一段循环泵提升经过一段过滤器后，进入一段脱气膜装置中膜的一侧进行循环。一段脱气膜装置采用真空脱气方式，在一段脱气膜装置内，废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧，在抽真空装置的作用下被抽出，进入氨气吸收装置，吸附饱和后储存至氨水储罐，可直接用于钛白粉的生产。经氨气吸收装置吸收后的尾气，进入尾气吸收装置，利用生产车间排出的废酸对尾气进行吸收，避免了尾气对大气的二次污染。废水经过几次循环后，废水中的游离氨不断被脱除，直到基本达到气液平衡时，废水进入二段废水循环池。进入二段废水循环池后，继续利用烧碱溶液和蒸汽，并在搅拌机的作用下使废水的PH值保持在10-12范围内、使温度保持在25-55℃范围内。通过二段循环泵提升经过二段过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的一侧进行循环。二段脱气膜装置采用从废水中分离出来的游离氨直接与酸接触反应，被酸吸收的直接接触脱气方式。由生产车间排出的废硫酸，进入废酸循环池中，通过酸循环泵提升经过酸过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的另一侧进行循环。废水中的残余游离氨从废水中被分离出来，进入膜的另一侧被废酸所吸收。经过几次循环，当废水中的氨氮浓度到达允许排放标准后，再用酸调整废水中的PH值至6-9时外排。废酸吸收被分离出来的氨气，达到吸附饱和后，仍作为废酸直接外卖或外运。
本发明的真空脱气方式的脱气膜技术原理为：真空脱气方式的脱气膜技术是一种新型的气/液膜分离工艺过程，主要是利用中空纤维膜的疏水性和透气性，即在一定的条件下气体可以透过膜而液体不能透过膜的特性，在膜的一侧流经废水，在膜的另一侧进行抽真空，这样废水中的氨，便透过膜从废水一侧进入真空一侧，被真空系统抽走，这样便达到脱气目的。本专利就是利用真空脱气方式的脱气膜技术，将游离氨从废水中脱出来，从而来降低废水中氨氮浓度。
本发明的直接接触脱气方式的脱气膜技术原理为：直接接触脱气方式的脱气膜技术同样是一种新型的气/液膜分离工艺过程，主要是利用中空纤维膜的疏水性和透气性，即在一定的条件下气体可以透过膜而液体不能透过膜的特性，在膜的一侧流经废水，在膜的另一侧流经稀硫酸，这样废水中的氨，便透过膜从废水一侧进入稀硫酸一侧，被稀硫酸吸收，这样便达到脱气目的。本专利就是利用直接接触脱气方式的脱气膜技术，将游离氨从废水中脱出来，从而来降低废水中氨氮浓度。
本发明的提高脱气效率技术原理为：因为钛白粉生产行业产生的氨氮废水中主要是硫酸铵，该废水中存在着如下（1）式所示的水解平衡：
（1）式是强酸弱碱盐在水中水解平衡方程式，当在废水中加入烧碱溶液，废水中存在如下化学反应：
(NH4)2SO4+2NaOH→2NH3↑+Na2SO4+2H2O……………………（2）（2）式是加入强碱后原来在酸性条件下的平衡被打破，产生大量游离氨，游离氨的浓度主要受两个方面因素的影响。一方面是废水中的PH值，当废水中的PH值越高，游离氨的浓度就越高；另一方面是废水中的温度，当废水中的温度越高，游离氨的浓度也就越高。本专利中通过对废水中PH值和温度的调节，可以使废水中的游离氨浓度达到最佳值。
本发明的氨水回收技术原理为：本专利中，从真空脱气方式的脱气膜中分离出来的游离氨，通过真空系统，将游离氨直接送至三级氨气吸收塔，利用纯水直接对氨气进行吸收，制成高浓度的氨水。
本发明的酸吸收技术原理为：在本专利中，有2处利用了酸吸收技术来吸收氨气。一是在直接接触脱气方式的脱气膜装置内，利用了酸吸收技术吸收氨气；二是真空脱气方式的脱气膜分离出来的氨气经三级氨气吸收塔吸收后剩下的尾气，在尾气吸收塔内，利用了酸吸收技术吸收氨气。当氨气遇到稀硫酸时，发生（3）式的反应：
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4……………………………………………（3）由于（3）式的反应进行的相当彻底，因此，不管是在直接接触脱气方式的脱气膜装置内还是在尾气吸收塔内，都实现了对氨气的快速吸收。一方面提高了脱氨效率，另一方面避免了氨气对空气造成的二次污染。为了降低运行成本，本专利中采用了钛白粉生产过程中产生的废酸，来对氨气进行吸收。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
Claims (1)
1.一种氨氮废水处理工艺，其特征是包括以下步骤：
1）含氨氮杂质的废水，进入氨氮废水池，经废水提升泵送至高效混凝沉淀器，通过加药装置加入PAM、PAC絮凝剂，在高效混凝沉淀器中将大部分胶体及悬浮物除去，使废水中的SS值≤20mg/L；
2）然后进入一段废水循环池，在一段废水循环池中加入烧碱溶液和蒸汽；
3）经步骤2）处理后的废水通过一段循环泵提升经过一段过滤器后，进入一段脱气膜装置中膜的一侧进行循环；
4）一段脱气膜装置采用真空脱气方式，在一段脱气膜装置内，废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧，在抽真空装置的作用下被抽出，进入氨气吸收装置；
所述步骤2还包括在搅拌机的作用下将废水循环池中的废水的pH值调整到10-12范围内、将温度调整到25-55℃范围内；
所述步骤4后还包括以下步骤：
经氨气吸收装置吸收后的尾气，进入尾气吸收装置，利用生产车间排出的废酸对尾气进行吸收；
所述步骤4后还包括以下步骤：
废水经过几次循环后，废水中的游离氨不断被脱除，直到达到气液平衡时，废水进入二段废水循环池；
进入二段废水循环池后，继续利用烧碱溶液和蒸汽，并在搅拌机的作用下使废水的pH值保持在10-12范围内、使温度保持在25-55℃范围内；
经上述步骤处理后的废水通过二段循环泵提升经过二段过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的一侧进行循环；
二段脱气膜装置采用从废水中分离出来的游离氨直接与酸接触反应，被酸吸收的直接接触脱气方式；
所述步骤4后还包括以下步骤：
由生产车间排出的废硫酸，进入废酸循环池中，通过酸循环泵提升经过酸过滤器后，进入二段脱气膜装置中膜的另一侧进行循环；
废水中的残余游离氨从废水中被分离出来，进入膜的另一侧被废酸所吸收；
经过几次循环，当废水中的氨氮浓度到达允许排放标准后，再用酸调整废水中的pH值至6-9时外排。
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