CN104926012B - 高浓度氨氮废水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度氨氮废水的处理工艺,包括以下步骤:(1)将高浓度氨氮废水进行预处理;(2)将预处理后的氨氮废水先换热处理,再增浓升温处理;(3)采用汽提蒸汽对增浓升温后的氨氮废水进行汽提处理,得到含氨蒸汽和脱氨废水;(4)将含氨蒸汽部分送至步骤(2)的增浓升温处理中,对经换热处理后的氨氮废水进行增浓升温,将另一部分含氨蒸汽进行冷凝,所得冷凝液部分回流至步骤(3)所述汽提处理中,另一部分冷凝液作为氨水成品进行储存。本发明的处理工艺步骤简单、设备投资少、氨氮脱除效率高、氨氮废水处理的蒸汽单耗低、可实现一次处理即可达标排放、且可回收具有经济价值的成品氨水。

Description

高浓度氨氮废水的处理工艺
技术领域
本发明属于氨氮废水处理技术领域,具体涉及一种高浓度氨氮废水的处理工艺。
背景技术
随着我国经济的高速发展,水污染问题日趋严重,其中氨氮废水的污染更是愈演愈烈。目前,化工、冶金、石化、制药、食品等行业均产生大量的高浓度氨氮废水。大量氨氮废水的排放已导致水体富营养化加剧,造成水体黑臭和鱼类的大量死亡。由此引发的重大水危机事件时有发生,严重影响了人们的正常生活,甚至危害了人们的身体健康,社会影响巨大。为了保护生态环境,减轻水体污染,国家对氨氮废水的排放实行了严格的规定和限制,并针对不同行业实行了分级排放标准。《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定一级标准氨氮浓度小于15mg/L,二级标准氨氮浓度小于25mg/L。可见,氨氮废水的治理已迫在眉睫。
常用的氨氮废水处理方法主要有生化法、折点加氯法、沸石吸附法、化学沉淀法、蒸氨法、吹脱法等。这些方法对于中低浓度氨氮废水处理效果明显,但由于受到技术和成本的限制,无法满足高浓度氨氮废水的处理要求。目前工业上对于含量≥5000mg/L的高浓度氨氮废水通常采取空气吹脱+生化法组合工艺,但是这种方法处理成本高,而且吹脱氨气直接排放到大气中,会造成二次污染。
蒸汽汽提法处理高浓度氨氮废水是近年来研究的热点。汽提法是高浓度氨氮废水在高pH值时与低压蒸汽在汽提塔中高温逆流接触,有效地脱除废水中的氨氮。相较于传统的空气吹脱法,其具有对废水氨氮浓度变化适应性强、氨氮脱除率高等优点,特别适用于处理浓度≥10000mg/L的氨氮废水。同时,可以根据需要采取对塔顶产品进行全凝、部分冷凝、酸液冷却中和等方式得到氨水、氨气和铵盐,有效地实现氨氮的资源化利用,具有很强的技术和经济优势。
但是,蒸汽汽提法也存在着诸多技术难题,限制了其在工业上的广泛应用:一方面,传统的蒸汽汽提脱氨技术,对于浓度为3000~8000mg/L的氨氮废水,一次处理后氨氮浓度通常降至100~300mg/L,不能满足国家排放标准要求;另一方面,传统的蒸汽汽提法在节能降耗方面存在着严重的不足,蒸汽单耗高(250~300kg蒸汽/吨废水),处理后的氨水浓度一般在5%左右,达不到成品氨水浓度要求,不具有经济价值。另外,传统蒸汽汽提法通常采用板式塔或散堆填料塔,存在塔体较高及塔设备易结垢堵塞的问题。这些缺陷导致运用传统蒸汽汽提法时设备投资大,运行成本高,从而导致企业不愿或无力承担其处理费用。
因此,探求一种高效率节能降耗的新型蒸汽汽提脱氨工艺成为汽提脱氨技术进一步推广应用的必经之路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,重点针对传统蒸汽汽提脱氨技术存在的问题和技术瓶颈,提供一种工艺简单、设备投资少、氨氮脱除效率高、氨氮废水处理的蒸汽单耗低、可实现一次处理即可达标排放、可回收具有经济价值的成品氨水的高浓度氨氮废水的处理工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种高浓度氨氮废水的处理工艺,包括以下步骤:
(1)将高浓度氨氮废水进行预处理;
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理,再进行增浓升温处理;
(3)采用汽提蒸汽对步骤(2)增浓升温后的氨氮废水进行汽提处理,使氨氮废水组分分离,得到含氨蒸汽和脱氨废水;
(4)将步骤(3)得到的含氨蒸汽部分送至步骤(2)的增浓升温处理中,对经换热处理后的氨氮废水进行增浓升温,将另一部分含氨蒸汽进行冷凝,所得冷凝液部分回流至步骤(3)所述汽提处理中,另一部分冷凝液作为氨水成品进行储存。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(1)中,所述高浓度氨氮废水的浓度为3000mg/L~50000mg/L;所述步骤(2)中,所述增浓升温处理后的氨氮废水的浓度为10000mg/L~50000mg/L,温度为73℃~85℃。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(3)中,所述汽提处理的具体过程为:将所述步骤(2)增浓升温后的氨氮废水送至汽提塔内,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发,并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(3)中,所述汽提塔为填料塔,所述填料塔中的填料为规整填料;所述汽提塔上设置有超声除垢装置。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(3)得到的脱氨废水经加热后产生二次蒸汽和高温脱氨废水,所述二次蒸汽继续用于汽提处理,所述高温脱氨废水送至步骤(2)的换热处理中,与所述预处理后的氨氮废水进行换热。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(3)中,所述汽提蒸汽为低压饱和蒸汽,所述低压饱和蒸汽的压力为0.2MPa~0.4MPa。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(4)中,所述冷凝液的温度不高于45℃;所述氨水成品的质量浓度为12%~25%。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(4)中,所述送至步骤(2)的增浓升温处理中的部分含氨蒸汽与全部含氨蒸汽之比为3%~10%;所述回流至步骤(3)的汽提处理中的部分冷凝液与全部冷凝液之比为15%~30%。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(2)的换热处理和增浓升温处理过程采用一增浓节能装置进行,所述增浓节能装置包括换热器和增浓装置,所述换热器的冷侧出口与所述增浓装置连通。
上述的处理工艺中,优选的,所述步骤(1)中,所述预处理的具体过程为:将高浓度氨氮废水先进行均质处理,然后调pH值至10.5~12.5,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水;所述pH值的调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
本发明中,氨氮废水的浓度通常是指游离氨NH3和铵离子NH4 +的综合。
本发明的处理工艺可根据实际所处理的氨氮废水量、氨氮废水中氨氮含量、所需氨水成品的浓度等来确定增浓罐的处理量、设备大小及冷凝液的回流量。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明的处理工艺中,通过换热处理回收了塔釜的热能,提高了进入增浓罐氨氮废水的温度,减少了汽提塔塔顶进入增浓罐的含氨蒸汽的量;增浓升温处理同时也减少了汽提塔的蒸汽耗量,其浓度的增加保证了汽提塔副产品成品氨水的品质。本发明可处理废水氨氮含量高:3000~50000mg/L;一次性处理后排放废水氨氮含量低至15mg/L以下,达到国家一级排放标准;吨废水蒸汽耗量80 kg~110kg,大大降低了运行成本;副产品:12wt%~25wt%的成品氨水,具有较高的经济效益。
(2)本发明的处理工艺中,首次使用了增浓节能装置,增浓节能装置包括换热器和增浓罐,其中增浓罐带有鼓泡装置,增加塔顶含氨蒸汽回流至增浓罐时与罐内氨氮废水的接触面积达到增浓升温的效果,通过含氨蒸汽的调节保证增浓罐中废水氨氮浓度10000mg/L~50000mg/L,温度为73℃~85℃。
(3)本发明的处理工艺中,优选采用填料塔作为汽提塔,填料塔中的填料为规整填料,可显著提高废水与蒸汽之间的传质传热效率,使填料塔在较少的蒸汽用量上获得更高的脱氨效率,同时也减小了塔设备体积。本发明还优选在汽提塔上设置超声除垢装置,防止水蒸气作为汽提介质时,在加热的条件下,易产生沉淀结垢的问题,解决了常规汽提脱氨工艺中塔设备结垢问题,降低了塔设备运行负荷。
(4)本发明的处理工艺中,在预处理过程通过调节氨氮废水的pH值在10.5~12.5之间,可保证塔釜出水pH值不低于10.8,使汽提塔容易汽提出氨氮。
综上,本发明创造性的提出了高浓度氨氮废水的增浓节能工艺,采取多项节能技术回收系统热量,可一次性高效处理高浓度氨氮废水,并确保成品氨水的浓度达到要求。
附图说明
图1为本发明的实施例中采用的高浓度氨氮废水的处理系统结构示意图。
图2为本发明的实施例中采用的增浓罐的管口方位示意图(主视)。
图3为本发明的实施例中采用的增浓罐的管口方位示意图(俯视)。
图例说明:
1、均化池;2、调节槽;3、沉降池;4、过滤器;5、清水池;6、换热器;7、增浓罐;8、汽提塔;9、再沸器;10、冷凝器;11、氨水储罐;12、出水槽;71、进液口;72、进气口;73、预留口;74、放空口;75、出液口;76、取样口;77、液位计上口;78、液位计下口;79、排尽口;710、鼓泡装置;711、盲板。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,其中,待处理的高浓度氨氮废水中,氨氮浓度为5000mg/L,Cl-浓度为330mg/L,HCO3 -浓度为4250mg/L,废水温度为22℃,pH值为7.9,处理量为10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠(也可采用氢氧化钙、碳酸钠或碳酸氢钠等碱性调节剂)调pH值至11,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至61℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到11280 mg/L,温度达到82℃,pH值为11.28,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.32MPa,汽提蒸汽的流量为1400kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽(以含氨蒸汽的形式)离开汽提塔塔顶。塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水pH值为10.88,氨氮浓度降至7.5mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将离开塔顶的含氨蒸汽的7%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为35℃,将所得冷凝液的23%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为14.2%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量85 kg,大大降低了运行成本。
本实施例中,所述步骤(2)的换热处理和增浓升温处理过程采用一增浓节能装置进行,所述增浓节能装置包括换热器6和增浓装置,换热器6的冷侧出口与增浓装置连通。
本实施例中,步骤(3)的汽提处理采用的汽提塔8为填料塔,填料塔中的填料为规整填料。该汽提塔8上设置有超声除垢装置,具体为高效超声波除垢仪DUSP-300,但不限于此。
本实施例的处理工艺可采用以下处理系统进行,但并不限于该系统。
如图1所示,该处理系统包括依次相连的预处理系统、增浓节能装置、汽提塔8、冷凝器10和氨水储罐11。
增浓节能装置包括换热器6和增浓装置,换热器6的冷侧入口与预处理系统连通,换热器6的冷侧出口与增浓装置连通,增浓装置与汽提塔8相连。增浓节能装置中的换热器6可回收塔釜的热能,提高进入增浓装置的氨氮废水的温度,减少汽提塔8塔顶进入增浓装置的含氨蒸汽的量。增浓节能装置中的增浓装置能够对进入汽提塔8的氨氮废水进行升温提浓,减少汽提塔8的蒸汽耗量,其浓度的增加保证了汽提塔8副产品成品氨水的品质。
增浓装置具体为增浓罐7,增浓罐7的顶部设有进液口71、进气口72、预留口73和放空口74;增浓罐7的底部设有出液口75、取样口76和排尽口79;增浓罐7的侧面设有液位计上口77和液位计下口78。其中,进液口71与换热器6的冷侧出口连通,进液口71用于将换热后的氨氮废水输送至增浓罐7内,进气口72用于将汽提产生的含氨蒸汽输送至增浓罐7内,出液口75用于将增浓升温后的氨氮废水输送至汽提塔8,取样口76用于对增浓罐7中的液体进行取样,液位计上口77和液位计下口78用于测量增浓罐7的液位。
增浓罐7为空心筒体结构,增浓罐7的高径比为3∶1。
增浓罐7内设有鼓泡装置710,鼓泡装置710的入口与增浓罐7的进气口72相连。鼓泡装置710可增加塔顶含氨蒸汽回流至增浓罐7时与罐内氨氮废水的接触面积,达到增浓升温的效果。
鼓泡装置710具体为一鼓泡管,鼓泡管上沿长度方向均匀设置有若干布气孔,即采用柱状环形布气方式,布气孔的孔径为8mm~15mm,鼓泡管上布气孔的总面积占鼓泡管表面积的1/3。鼓泡管的出口设有一盲板711。
汽提塔8为填料塔,所述填料塔中的填料为规整填料;汽提塔8上设置有超声除垢装置(图1中省略示出),具体为高效超声波除垢仪DUSP-300。采用填料塔作为汽提塔8,填料塔中的填料为规整填料,可显著提高废水与蒸汽之间的传质传热效率,使填料塔在较少的蒸汽用量上获得更高的脱氨效率,同时也减小了塔设备体积。在汽提塔8上设置超声除垢装置,防止水蒸气作为汽提介质时,在加热的条件下,易产生沉淀结垢的问题,解决了常规汽提脱氨工艺中塔设备结垢问题,降低了塔设备运行负荷。
汽提塔8上所设的塔顶出口通过管道分别与增浓罐7的进气口72和冷凝器10的入口连通,冷凝器10的出口通过管道分别与汽提塔8的精馏段和氨水储罐11连通。
处理系统还设有一再沸器9,再沸器9的入口与汽提塔8上所设的塔釜第一出口连通,再沸器9的出口与汽提塔8上所设的塔釜入口连通。
汽提塔8上所设的塔釜第二出口与换热器6的热侧进口连通,换热器6的热侧出口与一出水槽12连通。
预处理系统包括依次相连的均化池1、调节槽2、沉降池3、过滤器4和清水池5。调节槽2可调节氨氮废水的pH值,保证塔釜出水pH值的稳定性。
上述本实施例的处理系统在处理高浓度氨氮废水(氨氮含量一般在3000~50000mg/L范围)时,其工作原理如下:
将高浓度氨氮废水送至预处理系统,先通过均化池1进行均质处理,然后送至调节槽2调pH值,再送至沉降池3中进行沉淀,沉淀后送至过滤器4中过滤,过滤后送至清水池5,得到预处理后的氨氮废水。将预处理后的氨氮废水由换热器6的冷侧入口送至换热器6中加热,加热后经换热器6的冷侧出口、增浓罐7的进液口71送至增浓罐7中,经增浓升温后,由增浓罐7的出液口75送至汽提塔8的中部,与汽提塔8底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发,得到含氨蒸汽和脱氨废水。含氨蒸汽通过汽提塔8的塔顶出口一部分回流至增浓罐7中对换热处理后的氨氮废水进行增浓升温,另一部分送至冷凝器10中进行冷凝。冷凝后所得的冷凝液一部分回流至汽提塔8的精馏段,另一部分作为氨水成品送至氨水储罐11中。脱氨废水经汽提塔8的塔釜第一出口送至再沸器9中,经蒸汽的间接加热使脱氨废水部分汽化,形成的汽液混合物经汽提塔8的塔釜入口回流至塔釜中,汽液混合物中的二次蒸汽继续用于汽提氨氮废水中的游离氨,未汽化的高温脱氨废水则经塔釜第二出口送至换热器6的热侧进口,经换热后由换热器6的热侧出口送至出水槽12中。
实施例2
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,可采用实施例1的处理系统,其中,待处理高浓度氨氮废水中,氨氮浓度10000 mg/L,Cl-浓度120mg/L,SO4 2-浓度8400 mg/L,温度26℃,pH值6.2,处理量10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠调pH值至11.2,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至64℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到14680 mg/L,温度达到73℃,pH值为11.32,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)经增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.35MPa,汽提蒸汽的流量为1300kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶,塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水的pH值为10.92,氨氮浓度降至6.3mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将塔顶的含氨蒸汽的5%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为37℃,所得冷凝液的20%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为12.9%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量100 kg,大大降低了运行成本。
本实施例中,所述步骤(2)的换热处理和增浓升温处理过程采用一增浓节能装置进行,所述增浓节能装置包括换热器6和增浓装置,换热器6的冷侧出口与增浓装置连通。
本实施例中,步骤(3)的汽提处理采用的汽提塔8为填料塔,填料塔中的填料为规整填料。该汽提塔8上设置有超声除垢装置,具体为高效超声波除垢仪DUSP-300。
实施例3
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,可采用实施例1的处理系统,其中,待处理的高浓度氨氮废水中,氨氮浓度为13500mg/L,SO4 2-浓度4200 mg/L,废水温度为28℃,pH值为6.7,处理量为10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠调pH值至11,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至66℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到16200 mg/L,温度达到77℃,pH值为11.51,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)经增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.29MPa,汽提蒸汽的流量为1400kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶,塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水的pH值为10.84,氨氮浓度降至12.6mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将塔顶的含氨蒸汽的8%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,将剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为34℃,所得冷凝液的25%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为16.1%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量105 kg,大大降低了运行成本。
实施例4
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,可采用实施例1的处理系统,其中,待处理的高浓度氨氮废水中,氨氮浓度为3180mg/L,废水温度为33℃,pH值为6.5,处理量为10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠调pH值至11.28,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至67℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到11630 mg/L,温度达到85℃,pH值为11.50,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)经增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.31MPa,汽提蒸汽的流量为1400kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶,塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水的pH值为11.04,氨氮浓度降至9.3mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将塔顶的含氨蒸汽的4%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,将剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为38℃,所得冷凝液的20%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为11.4%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量93kg,大大降低了运行成本。
对比例1
一种高浓度氨氮废水的处理工艺,与本发明实施例4的处理步骤基本相同,区别仅在于:
将预处理后的氨氮废水经换热处理后升温至68℃,氨氮浓度3080 mg/L,不经过增浓升温处理,直接由进塔输送泵送入汽提塔进行汽提脱氨处理,其中塔顶含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的20%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为5%。吨废水蒸汽耗量140kg。
实施例5
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,可采用实施例1的处理系统,其中,待处理的高浓度氨氮废水中,氨氮浓度为5035mg/L,废水温度为35℃,pH值为6.8,处理量为10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠调pH值至11.33,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至68℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到11800 mg/L,温度达到83℃,pH值为11.56,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)经增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.35MPa,汽提蒸汽的流量为1400kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶,塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水的pH值为10.95,氨氮浓度降至8.3mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将塔顶的含氨蒸汽的5%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,将剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为37℃,所得冷凝液的25%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为12.6%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量100kg,大大降低了运行成本。
对比例2
一种高浓度氨氮废水的处理工艺,与本发明实施例5的处理步骤基本相同,区别仅在于:
将预处理后的氨氮废水经换热处理后升温至68℃,氨氮浓度4880 mg/L,不经过增浓升温处理,直接由进塔输送泵送入汽提塔进行汽提脱氨处理,其中塔顶含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的25%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为7.6%。吨废水蒸汽耗量125kg。
实施例6
一种本发明的高浓度氨氮废水的处理工艺,可采用实施例1的处理系统,其中,待处理的高浓度氨氮废水中,氨氮浓度为7980mg/L,废水温度为35℃,pH值为6.6,处理量为10m3/h。该处理工艺包括以下步骤:
(1)将待处理的高浓度氨氮废水进行预处理,具体过程为:先对高浓度氨氮废水进行均质处理,然后采用氢氧化钠调pH值至11.37,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水。
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理升温至67℃,再进行增浓升温处理,使氨氮废水的浓度达到12380 mg/L,温度达到81℃,pH值为11.43,满足进入汽提处理的工艺要求。
(3)将步骤(2)经增浓升温后的氨氮废水以10m3/h的流量送至汽提塔进行汽提脱氨反应,汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽,压力为0.35MPa,汽提蒸汽的流量为1300kg/h。在汽提塔内,氨氮废水自上而下喷淋,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶,塔釜的脱氨废水由再沸器进行间接加热,产生二次蒸汽和高温脱氨废水。其中产生的二次蒸汽用于汽提塔汽提,高温脱氨废水由塔釜排出,送至步骤(2)的换热处理中,与预处理后的氨氮废水进行换热。所得的高温脱氨废水的pH值为10.93,氨氮浓度降至11.2mg/L,达到国家一级排放标准。
(4)将塔顶的含氨蒸汽的7%送至步骤(2)的增浓升温处理中,对换热后的氨氮废水进行增浓升温,将剩余的含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的温度为35℃,所得冷凝液的25%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为14.8%。
本实施例中,吨废水蒸汽耗量90kg,大大降低了运行成本。
对比例3
一种高浓度氨氮废水的处理工艺,与本发明实施例6的处理步骤基本相同,区别仅在于:
将预处理后的氨氮废水经换热处理后升温至68℃,氨氮浓度7880 mg/L,不经过增浓升温处理,直接由进塔输送泵送入汽提塔进行汽提脱氨处理,其中塔顶含氨蒸汽送至冷凝器进行冷凝,所得冷凝液的25%回流至汽提塔的精馏段,其余的冷凝液作为氨水成品送至氨水储槽内储存,氨水成品的质量浓度为11.8%。吨废水蒸汽耗量110kg。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出,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的改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高浓度氨氮废水的处理工艺,包括以下步骤:
(1)将高浓度氨氮废水进行预处理;
(2)将预处理后的氨氮废水先进行换热处理,再进行增浓升温处理;
(3)采用汽提蒸汽对步骤(2)增浓升温后的氨氮废水进行汽提处理,使氨氮废水组分分离,得到含氨蒸汽和脱氨废水;
(4)将步骤(3)得到的含氨蒸汽部分送至步骤(2)的增浓升温处理中,对经换热处理后的氨氮废水进行增浓升温,将另一部分含氨蒸汽进行冷凝,所得冷凝液部分回流至步骤(3)所述汽提处理中,另一部分冷凝液作为氨水成品进行储存;
所述步骤(3)得到的脱氨废水经加热后产生二次蒸汽和高温脱氨废水,所述二次蒸汽继续用于汽提处理,所述高温脱氨废水送至步骤(2)的换热处理中,与所述预处理后的氨氮废水进行换热;
所述步骤(4)中,所述冷凝液的温度不高于45℃。
2.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,所述高浓度氨氮废水的浓度为3000mg/L~50000mg/L;所述步骤(2)中,所述增浓升温处理后的氨氮废水的浓度为10000mg/L~50000mg/L,温度为73℃~85℃。
3.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,所述汽提处理的具体过程为:将所述步骤(2)增浓升温后的氨氮废水送至汽提塔内,与汽提塔底部进入的汽提蒸汽逆流接触,使氨氮废水中的游离氨挥发,并随汽提蒸汽离开汽提塔塔顶。
4.根据权利要求3所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,所述汽提塔为填料塔,所述填料塔中的填料为规整填料;所述汽提塔上设置有超声除垢装置。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,所述汽提蒸汽为低压饱和蒸汽,所述低压饱和蒸汽的压力为0.2MPa~0.4MPa。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述氨水成品的质量浓度为12%~25%。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(4)中,所述送至步骤(2)的增浓升温处理中的部分含氨蒸汽与全部含氨蒸汽之比为3%~10%;所述回流至步骤(3)的汽提处理中的部分冷凝液与全部冷凝液之比为15%~30%。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(2)的换热处理和增浓升温处理过程采用一增浓节能装置进行,所述增浓节能装置包括换热器和增浓装置,所述换热器的冷侧出口与所述增浓装置连通。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,所述预处理的具体过程为:将高浓度氨氮废水先进行均质处理,然后调pH值至10.5~12.5,再进行沉淀和过滤,得到预处理后的氨氮废水;所述pH值的调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
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