CN103241788B - 一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护中的含酚废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法及其装置，其特征在于，将含挥发酚浓度5000~5500mg/L、氨氮浓度2000~2200mg/L的待处理废水经气液混合器送入反应器，在反应器中保持温度60~95℃、气水比在（30~240）：1、pH为9.5~10.5的反应条件下反应1~1.5h，由反应器吹脱出的尾气采用酸碱多级吸收后外排，气液混合器与反应器之间构成泡沫循环，以防止反应器泡沫溢出。与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以有效地针对常规焦化、半焦、石油化工以及制药等行业排放的高浓度氨氮废水进行预处理，保证氨氮去除率达到80%以上。

Description

一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及环境保护中的含酚废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法及其装置。

背景技术

目前国民生产中，氨氮污染的来源很多，且排放量较大。如工业部门的钢铁、石油化工、化肥、无机化工、玻璃制造、制药废水和食品工业等排放的各种浓度的氨氮废水；日常生活中的污水、垃圾填埋场渗滤液、动物排泄物、肉类加工和饲养业等产生的废水也含有大量的氨氮。除此之外我国农业生产中大规模地使用化肥和畜牧业的无序排放，所造成的氨氮污染也同样不可忽视。

目前去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。广泛研究及应用的技术主要包括：折点氯化法、吹脱法、离子交换法、化学沉淀法、电化学法、蒸氨法、生物法等。折点加氯法的原理是在氨氮废水中加入过量氯或次氯酸钠，使氨氮废水中的氨氮转化为氮气，折点加氯法处理氨氮废水效果好，设备简单，反应速率快且完全，通入氯气对水可以起到消毒作用，但液氯储存和使用的要求较高，出水需调节PH，成本高，副产物会造成二次污染；

吹脱法的原理是加碱使离子铵转化为游离氨，然后通入空气，利用液相中氨的平衡浓度与实际浓度差异，使氨进入气相脱出，吹脱法脱氮效率高，占地面积小，操作灵活，可用于高浓度氨氮废水的预处理，但氨氮转化为气态，会造成二次污染，装置和管道容易结垢，该方法所需气水比高，需要消耗大量电力，要求PH较为严格，出水还要进一步对PH进行调整，处理费用较高；

离子交换是液相中的氨氮与固相表面的阳离子进行交换的过程，一般离子交换法对于低浓度氨氮废水的处理效果较好，该方法投资少、工艺简单、占地面积小、操作方便、温度和毒物影响小，该方法处理之后的再生液为高浓度氨氮废水，需要再次处理；

化学沉淀法是在氨氮废水中添加化学药剂，使氨氮转化为难溶的物质从而从水体中去除的方法，化学沉淀法处理氨氮废水原理简单，操作灵活，处理效果好，产物能作为缓释肥使用，但是反应过程需要投加大量的药剂，费用较高；

电化学法能够使氨氮氧化为氮气，从而有效地处理高浓度氨氮废水，工艺简单，操作方便，但是该方法耗电量大，成本较高；

蒸氨法适用于高浓度氨氮废水的处理，但所需温度较高，投加碱量大，导致动力消耗和药剂成本过高；

生物处理含有机物的较低浓度氨氮废水效果较好，但是处理时间较长，效果不稳定，占地面积大，短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺处理高浓度氨氮废水效率较高，但它们的工艺条件要求相当严格，在实际应用中难于控制。

目前关于高浓度含酚废水中氨氮处理方法及反应器的研究罕有文献报道。类似工作在《西安建筑科技大学学报》（2012年第44卷第4期）报道了题为“半焦生产高浓度难降解有机废水处理技术工艺试验研究”的研究论文，该研究结果表明：原水（含有大量挥发酚）直接吹脱脱氨试验研究：控制温度为50℃，PH为11，气水比2000:1，时间1.5h条件下进行吹脱，吹脱过程中出现大量泡沫并不断溢出烧杯，30min后，100ml水样所剩无几；采用芬顿氧化后废水进行吹脱脱氨试验研究：当PH值为11、温度为60℃时，气水比2000:1，时间1.5h，氨氮的去除率高达88％，出水氨氮浓度降低至483mg/L。

目前各种高浓度含氨氮的工业有机废水净化处理问题已成为国内外环保领域中的难题之一，越来越受到人们的关注。按照党中央、国务院要求，“十二五”期间氨氮总量按指标削减是必须完成的约束性指标，必须千方百计确保完成。在这样一种社会历史环境下，开发一种简单、经济、高效的氨氮废水处理新技术具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法及其装置，克服现有技术的不足，改进吹脱法工艺，一方面解决废水中高浓度氨氮的污染问题；另一方面解决处理过程中产生的大量泡沫问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法，将含挥发酚浓度5000~5500mg/L、氨氮浓度2000~2200mg/L的待处理废水经气液混合器送入反应器，在反应器中保持温度60~95℃、气水比在（30~240）：1、PH为9.5~10.5的反应条件下反应1~1.5h，由反应器吹脱出的尾气采用酸碱多级吸收后外排，气液混合器与反应器之间构成泡沫循环，以防止反应器泡沫溢出。

实现上述方法采用的一种高浓度含酚废水中氨氮的处理装置，包括管道泵、气液混合器、反应器和尾气吸收器，所述反应器上设有加热器和热电偶，所述反应器的结构包括外壳、内壳和折流板，外壳内设有内壳，内壳的上沿低于外壳的上沿，外壳与内壳之间设有折流板，折流板倾斜设置形成外壳与内壳之间的泡沫流道，折流板的最低处设有管道向上与气液混合器的吸气口相连接。

所述折流板的最低处与折流板下部空间相通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）过程中无需添加任何催化剂、脱氮剂或是消泡剂，可以有效解决处理高浓度含酚废水中氨氮时产生的大量泡沫问题，以气液混合器代替空气压缩机，大幅度降低了气水比，从而节约能耗，并且对PH值要求相对较低，进而减少了工业碱的用量；本发明降低了反应温度，节约了能源。

2）本发明可以有效地针对常规焦化、半焦、石油化工以及制药等行业排放的高浓度氨氮废水进行预处理，保证氨氮去除率达到80%以上，对于解决高浓度氨氮废水处理问题具有重要的意义，具备良好的市场前景。

附图说明

图1是本发明处理装置实施例的结构示意图。

图中：1-管道泵  2-反应器  3-气液混合器  4-热电偶  5-加热器  6-控制装置  7-一级尾气吸收器  8-二级尾气吸收器9-三级尾气吸收器  10-四级尾气吸收器  11-外壳  12-内壳  13-折流板  14-管道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明一种高浓度含酚废水中氨氮的处理装置实施例结构示意图，包括管道泵1、气液混合器3、反应器2和多级尾气吸收器（具体包括一级尾气吸收器7、二级尾气吸收器8、三级尾气吸收器9和四级尾气吸收器10），反应器2上设有加热器5和热电偶4，控制装置6采集反应器温度信号并控制加热器5工作，满足反应器的温度要求，实现精确控制。

反应器2的结构包括外壳11、内壳12和折流板13，外壳11内设有内壳12，内壳12的上沿低于外壳11的上沿，外壳11与内壳12之间设有折流板13，折流板13倾斜设置形成外壳与内壳之间的泡沫流道，折流板13的最低处设有管道14向上与气液混合器3的吸气口相连接。折流板13的最低处可以与折流板13下部空间相通，形成泡沫消解区，以减少泡沫循环量。

本发明处理装置开始工作时，先对废水进行升温，达到预设温度后，对废水进行循环的氨氮吹脱氧化处理。反应过程中产生的部分泡沫，经由反应器内层溢出到外层，沿折流板汇聚到一个最低点，最低点上方设有管道与气液混合器的吸气口相连接，从而可以实现泡沫在反应器和气液混合器之间的循环而不会溢出到外部。吹脱出的尾气采用酸碱多级吸收，硫酸可以吸收尾气中的氨制备硫酸铵，氢氧化钠溶液可以吸收尾气中的少量酚类污染物制备酚钠盐。废水通过管道泵1在反应器2中循环，通过气液混合器3实现空气与废水的充分混合，进而达到吹脱氧化的效果，该过程由废水循环通过气液混合器带入外界空气得以实现，无需额外添加鼓风机或是空气压缩机等设备。

本发明一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法，是将含挥发酚浓度5000~5500mg/L、氨氮浓度2000~2200mg/L的待处理废水经气液混合器送入反应器，在反应器中保持温度60~95℃、气水比在（30~240）：1、PH为9.5~10.5的反应条件下反应1~1.5h，由反应器吹脱出的尾气采用酸碱多级吸收后外排，气液混合器与反应器之间构成泡沫循环，以防止反应器泡沫溢出。

上述工艺条件下，可保证氨氮去除率达到80%以上。具体实施例如下表1：

表1

Claims (2)

1.一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法，其特征在于，将含挥发酚浓度5000～5500mg/L、氨氮浓度2000～2200mg/L的待处理废水经气液混合器送入反应器，在反应器中保持温度60～95℃、气水比在(30～240)：1、pH为9.5～10.5的反应条件下反应1～1.5h，由反应器吹脱出的尾气采用酸碱多级吸收后外排，气液混合器与反应器之间构成泡沫循环，以防止反应器泡沫溢出；实现所述方法的一种高浓度含酚废水中氨氮的处理装置，包括管道泵、气液混合器、反应器和尾气吸收器，所述反应器上设有加热器和热电偶，所述反应器的结构包括外壳、内壳和折流板，外壳内设有内壳，内壳的上沿低于外壳的上沿，外壳与内壳之间设有折流板，折流板倾斜设置形成外壳与内壳之间的泡沫流道，折流板的最低处设有管道向上与气液混合器的吸气口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高浓度含酚废水中氨氮的处理方法，其特征在于，所述折流板的最低处与折流板下部空间相通。