CN103936189A - 一种高氨氮废水回收处理的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高氨氮废水回收处理的处理方法，包括以下步骤：将待处理的高氨氮废水先进行高效溶气气浮处理，去除有机胶体物质和悬浮物；向经过气浮处理后的高氨氮废水中加入熟石灰进行调碱处理，使废水中的氨氮转化为游离氨，再进行固液分离，得到含氨废水；将含氨废水进入膜酸吸收处理单元回收氨氮资源，回收氨氮后的废水进入后续废水处理，达标排放。本发明可以有效实现废水中氨氮的回收利用，减少了高浓度氨氮废水处理过程中二次污染的问题，对于不同行业的高氨氮废水处理均可以应用，同时成本较低，简单易行。

Description

一种高氨氮废水回收处理的处理方法

技术领域

本发明涉及一种高氨氮废水回收处理的处理方法，属于废水处理领域，应用于高氨氮废水的处理。

背景技术

高氨氮一直是废水治理的难题，自从“十二五”把氨氮作为约束性污染物控制指标，对于产生高氨氮废水的行业来说迫切需要在满足处理效率的基础上能以企业接受的成本处理废水的技术。目前，高氨氮废水的处理还是以常规技术为主。常规技术的缺点就是处理效率和处理成本不能兼顾。

高浓度氨氮废水主要来自于石油化工、有色金属化学冶金、化肥、味精、肉类加工和养殖等行业生产排放的废水以及垃圾渗滤液等。由于这些氨氮废水成分复杂，可生化性较差，使得传统的生物脱氮工艺脱氮效果不佳。氨氮的去除达标往往成为处理这类废水的瓶颈。而且，随着水质富营养化问题的日益严重以及人们对氮危害水环境质量认识的深入，废水处理中对氮的处理标准也日益严格。为此。经济有效地去除废水中的高氨氮成为处理高浓度氨氮废水亟待解决的问题之一。

对于高浓度氨氮废水处理目前还没有好的有效的技术与方法。主要技术包括氨氮吹脱、化学沉淀、离子交换等。

吹脱法是高氨氮废水处理过程中去除氨氮的最常用的方法。通过加入石灰调节渗滤液的pH在10.0以上，然后通入空气。吹脱时一般采用吹脱塔。对于吹脱出来的气态NH₃，如果不进行回收，势必造成严重的二次污染问题，因此必须对NH₃通过氨回收装置进行回收，导致整个工艺过程投资加大，并且运行成较高。

化学沉淀法是去除氨氮的另外一种常见方法。这是一种通过铵根离子在镁离子和磷酸根离子存在的条件下形成磷酸氨镁沉淀(MgNH₄PO₃·6H₂0)而去除废水中氨氮的方法。磷酸氨镁沉淀是一种重要的复合肥料，实现了对废水中氨氮的回收利用。该技术目前工程化应用少，技术产生大量的化学沉淀污泥，且运行成本高，不适合于技术的工业化应用。

离子交换法采用天然沸石对NH₄ ⁺具有强的选择吸附能力。将NH₄ ⁺截留于沸石表面，从而去除废水中的氨氮。当沸石交换容量饱和后，沸石需再生。该法一般只适用于低浓度氨氮废水，对于高浓度的氨氮废水，会因再生频繁而造成操作困难。因此，用选择性离子交换法处理高氨氮废水时需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高氨氮废水氨氮资源回收及处理的系统方法，该方法针对不同废水中高浓度氨氮的特点，采用膜吸收处理技术对废水中的氨氮进行资源回收，降低氨氮对环境的影响。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高氨氮废水回收处理的处理方法，包括以下步骤：

（1）将待处理的高氨氮废水先进行高效溶气气浮处理，去除有机胶体物质和悬浮物；

（2）向经过气浮处理后的高氨氮废水中加入熟石灰进行调碱处理，使废水中的氨氮转化为游离氨，再进行固液分离，得到含氨废水；

（3）将含氨废水进入膜酸吸收处理单元回收氨氮资源，回收氨氮后的废水进入后续废水处理，达标排放；其中，膜酸吸收处理单元包括疏水性微孔膜和酸吸收液，所述疏水性微孔膜把含氨废水和酸吸收液分隔于膜两侧，在膜两侧游离氨的浓度差的推动下，含氨废水中的游离氨在废水微孔膜界面汽化挥发，气态的游离氨沿膜微孔向膜的另一侧扩散，在吸收液微孔膜界面上为酸吸收液，气态的游离氨与酸吸收液发生反应生成不挥发的铵盐，再通过蒸发浓缩进行回收。

高效溶气气浮处理是通过高效溶气气浮机实现的，高效溶气气浮机是常规的废水处理装置，本发明可用市面上出售的高效溶气气浮机。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤（2）中调碱处理使废水的PH值大于11，废水中游离氨的含量大于90%。

进一步，所述步骤（2）中固液分离采用纳米陶瓷膜过滤器实现。采用纳米陶瓷板代替沉淀的方式进行固液分离，可以有效提高固液分离效果，减轻废水中悬浮杂质对后续氨氮分子筛的影响。

进一步，所述步骤（3）中酸吸收液中的酸为硫酸或盐酸。

本发明的处理方法由高效溶气气浮处理、石灰处理、氨氮分子筛分离及酸吸收技术优化整合和有机集成开发而成。废水首先经过高效溶气气浮处理，以降低废水中的油脂、表面活性剂以及悬浮物。然后采用熟石灰调节废水的pH值，使废水中氨氮成游离态形态存在。废水经过pH值调节后，采用纳米陶瓷过滤器去除废水中由于调碱过程产生的悬浮杂质以及其他胶体有机物质，进入膜酸吸收处理单元回收氨氮资源。在酸吸收处理系统中，用酸吸收把废水中高浓度游离氨氮有效吸收，形成铵盐进行回收。本技术处理高氨氮废水过程中，氨氮的回收率达到了98%以上，有效的降低了高浓度氨氮的污染，同时把氨氮作为一种资源进行了回收利用。

目前对于高浓度氨氮处理技术存在相当大的技术缺失，还没有一种很好的技术可以有效去除和回收废水中的氨氮。因此，在此背景下，研究开发了以酸吸收为主的高浓度氨氮废水处理技术。

本发明的主要采用的原理是膜吸收氨氮技术，水中的氨氮，随着pH值的变化，氨离子（NH₄ ⁺）和游离氨（NH₃）的存在比例有所不同，两者并保持平衡关系为：NH₃+H₂O=NH₄ ⁺+OH^-。

当pH值升高时，平衡向生成游离氨的方向移动，游离态氨的比例随之增大。pH值为11左右时，NH₃大致在90%以上。

酸吸收法处理含氨废水的原理为：疏水性微孔膜把含氨废水和酸吸收液分隔于膜两侧，通过调节废水中的pH值，使废水中离子态的NH⁺ ₄转变为分子态的挥发性NH₃。在膜两侧NH₃的浓度差的推动下，氨液中的NH₃在废水微孔膜界面汽化挥发。气态的NH₃沿膜微孔向膜的另一侧扩散，在吸收液微孔膜界面上为酸吸收，并反应生成不挥发的铵盐而被回收。

高浓度氨氮废水中往往含有一些有机胶体物质，这些物质的存在会导致膜吸收过程中膜的堵塞，因此本技术首先采用高效溶气气浮出去废水中的有机胶体物质，同时也可以去除废水中存在的悬浮物。经过溶气气浮处理后的废水进入pH值调节池，通过投加熟石灰乳对废水进行pH值的调节，使废水中pH值达到11以上，废水中氨氮90%以上以游离态的形式存在。废水调碱完成后本技术采用纳米陶瓷膜过滤器进行固液分离，保证调碱过程产生的悬浮物的有效去除。经过陶瓷膜过滤分离后，废水进入氨氮分子筛酸吸收系统，采用硫酸或者盐酸对废水中的氨氮进行吸收回收处理。形成的硫酸铵溶液或者氯化铵溶液经过蒸发处理实现铵盐的回收。

本发明的有益效果是：本发明专利可以有效实现废水中氨氮的回收利用，减少了高浓度氨氮废水处理过程中二次污染的问题，对于不同行业的高氨氮废水处理均可以应用，同时成本较低，简单易行。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种高氨氮废水回收处理的处理方法，高浓度氨氮废水首先通过水泵提升到高效溶气气浮，去除废水中悬浮物、油类物质或者表面活性剂等物质，避免其对后续膜吸收系统的堵塞。经过溶气气浮后处理，高氨氮废水进入pH值调节池，采用熟石灰对废水进行pH值调节到11以上，使废水中氨氮主要以游离态的形态存在。经过pH值调节后，废水采用纳米陶瓷膜进行固液分离，主要去除调碱过程中产生的悬浮物质。经过陶瓷膜进行固液分离后，废水进入氨氮分子筛酸吸收系统，采用硫酸或者盐酸进行氨氮的吸收去除，形成铵盐使废水中的氨氮得到回收。

实施例1

高浓度氨氮废水首先通过水泵提升到高效溶气气浮机中进行处理，去除废水中悬浮物、油类物质或者表面活性剂等物质，避免其对后续膜吸收系统的堵塞。经过溶气气浮后处理，高氨氮废水进入pH值调节池，采用熟石灰对废水进行pH值调节，使PH值为12，使废水中氨氮主要以游离态的形态存在。经过pH值调节后，废水采用纳米陶瓷膜进行固液分离，主要去除调碱过程中产生的悬浮物质。经过陶瓷膜进行固液分离后，废水进入氨氮分子筛酸吸收系统，采用硫酸（H₂SO₄）进行氨氮的吸收去除，形成硫酸铵〔（NH₄）₂SO₄〕溶液，再经过蒸发浓缩后使废水中的氨氮得到回收。

实施例2

高浓度氨氮废水首先通过水泵提升到高效溶气气浮中进行处理，去除废水中悬浮物、油类物质或者表面活性剂等物质，避免其对后续膜吸收系统的堵塞。经过溶气气浮后处理，高氨氮废水进入pH值调节池，采用熟石灰对废水进行pH值调节，使PH值为13，使废水中氨氮主要以游离态的形态存在。经过pH值调节后，废水采用纳米陶瓷膜进行固液分离，主要去除调碱过程中产生的悬浮物质。经过陶瓷膜进行固液分离后，废水进入氨氮分子筛酸吸收系统，采用盐酸（HCl）进行氨氮的吸收去除，形成氯化铵（NH₄Cl）溶液，再经过蒸发浓缩后使废水中的氨氮得到回收。

本发明的处理方法应用于高浓度氨氮处理，通过中试试验运行，氨氮的回收率达到98%以上，原水氨氮浓度约为2800～3000mg/L，经过本方法处理后，垃圾渗滤液中氨氮浓度为50～75mg/L。有效降低了垃圾渗滤液中氨氮浓度，为后续生化处理创造了有利的条件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高氨氮废水回收处理的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将待处理的高氨氮废水先进行高效溶气气浮处理，去除有机胶体物质和悬浮物；

（2）向经过气浮处理后的高氨氮废水中加入熟石灰进行调碱处理，使废水中的氨氮转化为游离氨，再进行固液分离，得到含氨废水；

（3）将含氨废水进入膜酸吸收处理单元回收氨氮资源，回收氨氮后的废水进入后续废水处理，达标排放；其中，膜酸吸收处理单元包括疏水性微孔膜和酸吸收液，所述疏水性微孔膜把含氨废水和酸吸收液分隔于膜两侧，在膜两侧游离氨的浓度差的推动下，含氨废水中的游离氨在废水微孔膜界面汽化挥发，气态的游离氨沿膜微孔向膜的另一侧扩散，在吸收液微孔膜界面上为酸吸收液，气态的游离氨与酸吸收液发生反应生成不挥发的铵盐，再通过蒸发浓缩进行回收。

2.根据权利要求1所述高氨氮废水回收处理的处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中调碱处理使废水的PH值大于11，废水中游离氨的含量大于90%。

3.根据权利要求1所述高氨氮废水回收处理的处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中固液分离采用纳米陶瓷膜过滤器实现。

4.根据权利要求1所述高氨氮废水回收处理的处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中酸吸收液中的酸为硫酸或盐酸。