CN103274540B - 一种交替循环式高氨氮废水处理和回收方法及系统设备 - Google Patents

Abstract

交替循环式高氨氮废水处理和回收方法及系统设备，通过PH值调节装置，调整高氨氮废水PH值至10.5～11，再将调整好PH值的高氨氮废水通过两级滤器进行二次过滤，再将经过二级过滤后废水进入二个料液循环罐罐构成的料液循环系统中的一个料液循环罐中，当所进废水使得料液循环罐满了以后，改为向另一料液循环罐注入废水，同时将已经灌满二级过滤后废水的料液循环罐输送到气水分离膜系统，与气水分离膜系统组合形成循环系统进行多次膜分离循环处理，在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮，每一次膜过滤处理后的过滤水将输送至料液循环系统中，直至膜过滤处理后的过滤水达到处理要求，再由料液循环罐排出。

Description

一种交替循环式高氨氮废水处理和回收方法及系统设备

技术领域

本发明涉及一种废水处理和回收工艺及设备，更具体地说是涉及一种利用气液分离膜交替循环式处理高氨氮废水和回收氨氮的工艺方法及系统设备，属于化工技术领域。

背景技术

目前随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一；据报道，2001年我国海域发生赤潮高达77次，氨氮是污染的重要原因之一，特别是高浓度氨氮废水造成的污染已经成为了我国环境污染的主要原因。因此，经济有效的控制高浓度污染也成为当前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般ph在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮。

目前高氨氮废水处理的传统方法为化学法、物化法、离子交换法、反渗透和电渗析、生物法等，这几种常用方法投资大、吨水运行费用高、波动性大、处理不彻底，一次不达标还需后续处理等，很难达到国家排放标准。

通过国内专利检索发现有不少相关专利，其中最与本发明技术方案接近的专利的有以下几个：

1、专利号为CN201120258479.0，专利名称为“高氨氮废水处理系统”的发明专利，该专利公开了一种高氨氮废水处理系统，包括结晶池1号、结晶池2号、调节池，废水进水系统与所述结晶池1号连接，所述结晶池1号的上清液出水管道与所述结晶池2号连接，所述结晶池2号的上清液出水管道与调节池连接，所述调节池出口与出水系统连接；所述结晶池1号和结晶池2号的下部分别设有污泥排出管道，所述污泥排出管道与鸟粪石回收系统连接；所述废水进水系统与所述结晶池1号的连接管道上设有pH调节池、磷源加药间、镁源加药间；所述结晶池1号的上清液出水管道上设有氢氧化钠加药间；所述结晶池2号的上清液出水管道上设有酸液池。

2、专利号为CN201120179254.6，专利名称为“氨氮分离膜组件”的实用新型专利，该专利公开了一种氨氮分离膜组件，包括膜组件外壳，膜组件外壳上端的端部设有含氨氮废水进口，其上端侧部设有稀硫酸吸收液出口，膜组件外壳下端的端部设有含氨氮废水出口，其下端侧部设有稀硫酸吸收液进口，其特征是：该膜组件外壳内设有若干经编织线编排并呈片状分布的疏水性中空纤维膜丝，若干疏水性中空纤维膜丝两端分别通过树脂在含氨氮废水进口与稀硫酸吸收液出口之间、以及含氨氮废水出口与稀硫酸吸收液进口之间的膜组件外壳封装连接。

3、专利号为CN201010541783.6，专利名称为“一种氨氮废水处理回用的工艺”的发明专利，该专利公开了一种膜法处理氨氮废水的工艺，其特征在于它对氨氮废水进行步骤(1)的处理：用超滤系统对氨氮废水进行处理；所述工艺还设有氨氮废水的氨氮浓度阈值，如氨氮废水的氨氮浓度大于阈值，在步骤(1)之后进入步骤(2)，如氨氮废水的氨氮浓度小于阈值，在步骤(1)之后进入步骤(3)；(2)、用电渗析系统进行处理，电渗析系统产水进行步骤(3)的处理，浓水进入蒸发系统；(3)、用纳滤系统进行处理，经过纳滤系统处理后的产水送至用水点回用，浓水进入步骤(2)。膜法处理氨氮废水的工艺，其特征在于它对氨氮废水进行步骤(1)的处理：用超滤系统对氨氮废水进行处理；所述工艺还设有氨氮废水的氨氮浓度阈值，如氨氮废水的氨氮浓度大于阈值，在步骤(1)之后进入步骤(2)，如氨氮废水的氨氮浓度小于阈值，在步骤(1)之后进入步骤(3)；(2)、用电渗析系统进行处理，电渗析系统产水进行步骤(3)的处理，浓水进入蒸发系统；(3)、用纳滤系统进行处理，经过纳滤系统处理后的产水送至用水点回用，浓水进入步骤(2)。

4、专利号为CN201210040686.8，专利名称为“氨氮废水资源化处理工艺及设备”的发明专利，该专利公开了一种氨氮废水资源化处理工艺，其特征是，包括以下步骤：(1)气态膜吸收步骤：先将废水的pH值调至大于或等于11，再将过滤后放入原水罐中的所述废水泵入具有气态膜的膜接触器的管程；同时将作为吸收液的、质量浓度小于或等于废水总盐度的磷酸溶液放入吸收罐中，然后将所述吸收罐中的吸收液泵入膜接触器的壳程；所述膜接触器管程中废水的氨透过气态膜被膜接触器壳程中吸收液的磷酸吸收，得到含有磷酸铵的吸收液；(2)磷酸铵镁结晶步骤：将所述含有磷酸铵的吸收液放入结晶罐中，投入镁沉淀剂；然后调节溶液的pH值至9，搅拌、沉淀后获得含有磷酸铵镁结晶的结晶液；(3)结晶液分离步骤：过滤所述结晶液，得到分离的固体和液体；固体为磷酸铵镁结晶，液体为结晶母液；(4)结晶母液回收步骤：将所述结晶母液放入吸收罐，再添加磷酸后作为吸收液继续使用。

上述这些专利虽说都提出了对氨氮废水的处理，但仍没有突破常规的处理方式，而且缺乏循环作业的能力，因此存在处理不能长期保持效果，经常需要停止作业进行检修等问题，因此影响实际使用效果，都有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有氨氮废水处理方式的不足，提出一种处理效果更好，能长时间保持处理效果的氨氮废水处理方式及系统装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，根据氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中以游离NH3+形态存在的比例升高，在一定和温度和压力下，NH3+的气态和液态两相达到平衡的现象；将高氨氮废水先通过PH值调节装置，调整高氨氮废水PH值至10.5～11之间，再将调整好PH值的高氨氮废水通过两级滤器进行二次过滤，再将经过二级过滤后废水进入二个料液循环罐罐构成的料液循环系统中的一个料液循环罐中，当所进二级过滤后废水使得料液循环罐满了以后，停止再向此罐中注入二级过滤后废水，改为向另一料液循环罐注入二级过滤后废水，同时已经灌满二级过滤后废水的料液循环罐将把二级过滤后废水输送到气水分离膜系统，并与气水分离膜系统组合形成循环系统，对二级过滤后废水进行多次膜分离循环处理，在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮，每一次膜过滤处理后的过滤水将输送至料液循环系统中，直至膜过滤处理后的过滤水达到处理要求，再由料液循环罐排出，达到净化水的目的。

进一步地，所述二级过滤为二级纤维滤器过滤，第一级滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二集滤器的截留精度为10μm滤器；

进一步地，所述在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮是指在二级过滤后废水进入气水分离膜系统后，进行气水分离，使得气态的氨从气水分离膜系统中分离出来，并由从收气水分离膜系统的侧端口进入的酸吸收循环液吸收形成硫酸氨，形成硫酸氨溶液，且每一次二级过滤后废水进入气水分离膜系统循环分离，酸吸收循环液也同时从侧端口进入气水分离膜系统，对分离出来的气态氨进行吸收。

进一步地，所述酸吸收循环液是采取循环方式进行吸收的，通过酸吸收循环系统与气水分离膜系统进行循环吸收。

进一步地，所述酸吸收循环系统是由二个酸吸循环罐组合形成的循环系统，二个酸吸循环罐分别轮流对气水分离膜系统分离出来的气态的氨进行吸收，其中一个酸吸循环罐吸收饱和以后进行排放，在开始排放时由另一个酸吸循环罐开始进行吸收。

进一步地，在二级过滤装置和气水分离膜系统中都气水分离膜系统中都设有反洗水系统，当过滤装置和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，对过滤装置或气水分离膜系统进行反水冲洗。

根据上述方法所提出的一种交替循环式高氨氮废水处理和回收装置，至少包括一个料液系统、一个二级过滤系统、一个料液循环罐系统和一个气水分离膜系统；料液系统与二级过滤系统采取串联排列，二级过滤系统的入口通过泵与料液系统相接，二级过滤系统的出口与料液循环罐系统相连接，并与二个料液循环罐系统形成一个交替循环使用的初级过滤系统；料液循环罐的出口与气水分离膜系统的入口相连，气水分离膜系统的出口与二个酸吸循环罐组合形成的循环系统相连。

进一步地，所述的二级过滤为二级纤维滤器过滤，第一级滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二集滤器的截留精度为10μm滤器；

进一步地，所述的气水分离膜系统一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水；

进一步地，所述的在二级过滤装置和气水分离膜系统中都气水分离膜系统中都设有反洗水系统，当过滤装置和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，对过滤装置或气水分离膜系统进行反水冲洗。

本发明的有益效果在于：采用新型新型气液分离膜，其好处处理高含量氨氮废水效果极高可达到99.9％，吨水投资低，能综合利用脱除的氨氮变为氮肥回收利用，经济效益相当高。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如附图1所示：本发明为一种交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，根据氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中以游离NH3+形态存在的比例升高，在一定和温度和压力下，NH3+的气态和液态两相达到平衡的现象；将高氨氮废水先通过PH值调节装置，调整高氨氮废水PH值至10.5～11之间，再将调整好PH值的高氨氮废水通过两级滤器进行二次过滤，再将经过二级过滤后废水进入二个料液循环罐罐构成的料液循环系统中的一个料液循环罐中，当所进二级过滤后废水使得料液循环罐满了以后，停止再向此罐中注入二级过滤后废水，改为向另一料液循环罐注入二级过滤后废水，同时已经灌满二级过滤后废水的料液循环罐将把二级过滤后废水输送到气水分离膜系统，并与气水分离膜系统组合形成循环系统，对二级过滤后废水进行多次膜分离循环处理，在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮，每一次膜过滤处理后的过滤水将输送至料液循环系统中，直至膜过滤处理后的过滤水达到处理要求，再由料液循环罐排出，达到净化水的目的。

进一步地，所述二级过滤为二级纤维滤器过滤，第一级滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二集滤器的截留精度为10μm滤器；

进一步地，所述在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮是指在二级过滤后废水进入气水分离膜系统后，进行气水分离，使得气态的氨从气水分离膜系统中分离出来，并由从收气水分离膜系统的侧端口进入的酸吸收循环液吸收形成硫酸氨，形成硫酸氨溶液，且每一次二级过滤后废水进入气水分离膜系统循环分离，酸吸收循环液也同时从侧端口进入气水分离膜系统，对分离出来的气态氨进行吸收。

进一步地，所述酸吸收循环液是采取循环方式进行吸收的，通过酸吸收循环系统与气水分离膜系统进行循环吸收。

进一步地，所述酸吸收循环系统是由二个酸吸循环罐组合形成的循环系统，二个酸吸循环罐分别轮流对气水分离膜系统分离出来的气态的氨进行吸收，其中一个酸吸循环罐吸收饱和以后进行排放，在开始排放时由另一个酸吸循环罐开始进行吸收。

进一步地，在二级过滤装置和气水分离膜系统中都气水分离膜系统中都设有反洗水系统，当过滤装置和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，对过滤装置或气水分离膜系统进行反水冲洗。

根据上述方法所提出的一种交替循环式高氨氮废水处理和回收装置，至少包括一个料液系统1、一个二级过滤系统2、一个料液循环罐系统3和一个气水分离膜系统4；料液系统1与二级过滤系统2采取串联排列，二级过滤系统2的入口通过送料泵5与料液系统1相接，二级过滤系统2的出口与料液循环罐系统3相连接，并与二个料液循环罐10和11组成的料液循环罐系统3形成一个交替循环使用的初级过滤系统；料液循环罐系统3的出口与气水分离膜系统4的入口相连，气水分离膜系统的出口与二个酸吸循环罐12和13组合形成的酸吸循环系统6相连；二个酸吸循环罐12和13分别轮流对气水分离膜系统4分离出来的气态的氨进行吸收，其中一个酸吸循环罐吸收饱和以后进行排放至蒸发池15，在开始排放时由另一个酸吸循环罐开始进行吸收。

进一步地，所述的二级过滤系统2为二级纤维滤器过滤，第一级滤器7的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二集滤器8的截留精度为10μm滤器；

进一步地，所述的气水分离膜系统4包括一个气水分离膜组件14，气水分离膜组件14一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水；

进一步地，所述的二级过滤系统2和气水分离膜系统4中都设有反洗水系统9，当过滤装置和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，利用反洗水系统9对二级过滤系统2或气水分离膜系统4进行反水冲洗。

实施例一

一种气液分离膜用于高氨氮废水处理和回收的工艺及设备，它包括混合器、高效纤维过滤器、保安过滤器、料液循环罐、反洗系统、加药系统、气液分离器、硫铵循环罐、硫铵蒸发池。高氨氮废水首先要调正PH值，调正PH值一般用氢氧化钠来完成，经过集水池中静态混合器使氢氧化钠与废水充分混合，调整后PH值的适宜数值在10.5～11之间，PH值的显示由PH计来完成，可随时显示。调正PH后的水进入高效纤维滤器，滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，反洗水回原水池（罐），然后进入10μm滤器，其滤器截留精度为10μm，当压差增大到一定的范围时自动反冲洗。经过二级过滤后废水进入气水分离膜系统。经过膜系统处理后顶部出水是合格的氨氮小于8 mg/L的排放水。侧端口是酸吸收循环液，每天可产生126.6kg的优质硫铵，因为硫铵量太少，不值得上蒸发结晶系统，存放在池里或罐里进行自然蒸发（蒸发量一般按5%计）。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，根据氨氮在水中存在着离解平衡，随着pH升高，氨在水中以游离NH₃形态存在的比例升高，在一定温度和压力下，NH₃的气态和液态两相达到平衡的现象；其特征在于：将高氨氮废水先通过pH值调节装置，调整高氨氮废水pH值至10.5～11之间，再将调整好pH值的高氨氮废水通过二级过滤系统进行二次过滤，再将经过二级过滤后废水进入二个料液循环罐构成的料液循环系统中的一个料液循环罐中，当所进二级过滤后废水使得料液循环罐满了以后，停止再向此罐中注入二级过滤后废水，改为向另一料液循环罐注入二级过滤后废水，同时已经灌满二级过滤后废水的料液循环罐将把二级过滤后废水输送到气水分离膜系统，并与气水分离膜系统组合形成循环系统，对二级过滤后废水进行多次膜分离循环处理，在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮，每一次膜过滤处理后的过滤水将输送至料液循环系统中，直至膜过滤处理后的过滤水达到处理要求，再由料液循环罐排出，达到净化水的目的；所述二级过滤为二级纤维滤器过滤，第一级滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二级滤器的截留精度为10μm滤器；在二级过滤系统和气水分离膜系统中都设有反洗水系统，当二级过滤系统和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，对二级过滤系统或气水分离膜系统进行反水冲洗。

2.如权利要求1所述的交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，其特征在于：所述在气水分离膜系统处理过程中由酸吸收循环液吸收气水分离膜系统的氨氮是指在二级过滤后废水进入气水分离膜系统后，进行气水分离，使得气态的氨从气水分离膜系统中分离出来，并由气水分离膜系统的侧端口进入的酸吸收循环液吸收形成硫酸氨溶液，且每一次二级过滤后废水进入气水分离膜系统循环分离，酸吸收循环液也同时从侧端口进入气水分离膜系统，对分离出来的气态氨进行吸收。

3.如权利要求1所述的交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，其特征在于：所述酸吸收循环液是采取循环方式进行吸收的，通过酸吸收循环系统与气水分离膜系统进行循环吸收。

4.如权利要求3所述的交替循环式高氨氮废水处理和回收方法，其特征在于：所述酸吸收循环系统是由二个酸吸循环罐组合形成的循环系统，二个酸吸循环罐分别轮流对气水分离膜系统分离出来的气态的氨进行吸收，其中一个酸吸循环罐吸收饱和以后进行排放，在开始排放时由另一个酸吸循环罐开始进行吸收。

5.一种实现权利要求1所述交替循环式高氨氮废水处理和回收方法的交替循环式高氨氮废水处理和回收装置，至少包括一个料液系统、一个二级过滤系统、一个料液循环系统和一个气水分离膜系统；料液系统与二级过滤系统采取串联排列，二级过滤系统的入口通过泵与料液系统相接，二级过滤系统的出口与料液循环系统相连接，并与二个料液循环罐形成一个交替循环使用的初级过滤系统；料液循环罐的出口与气水分离膜系统的入口相连，气水分离膜系统的出口与二个酸吸循环罐组合形成的循环系统相连；所述的二级过滤为二级纤维滤器过滤，第一级滤器的截留精度为100μm，滤料为20cm的丙纶丝球，第二级滤器的截留精度为10μm滤器；所述的在二级过滤系统和气水分离膜系统中都设有反洗水系统，当二级过滤系统和气水分离膜系统的压差增大过多时，将自动起动，对二级过滤系统或气水分离膜系统进行反水冲洗。

6.如权利要求5所述的交替循环式高氨氮废水处理和回收装置，其特征在于：所述的气水分离膜系统一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。