CN105174554A - 一种含氨废水的处理装置及处理方法 - Google Patents

一种含氨废水的处理装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含氨废水的处理装置及处理方法。它包括：原水箱，水气混合泵，多级脱氨膜组件，水射真空泵，热泵，纯水箱，多级吸氨膜组件和离心泵。将含氨废水的pH值调整到10~12，借助水射真空泵的作用，在多级脱氨膜组件内逸出氨气，然后进入多级吸氨膜组件内与纯水进行混合，得到6mg/L～15mg/L氨水。本发明摒弃传统的硫酸等酸性吸收剂，不会产生大量的硫酸铵稀溶液，也就不会造成二次污染；借助水射真空泵的作用有效提取废水中的氨气，然后与纯水接触制取氨水。本发明简便易行，变废为宝，彻底解决了含氨废水的处理问题，可直接应用于水处理等环保领域。

Description

一种含氨废水的处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理装置及处理方法，尤其是涉及一种含氨废水的处理装置及处理方法。
背景技术
伴随着工农业迅速的发展，水资源污染问题日益严重。氨氮是工业和生活废水的主要污染物之一。氨氮富集会导致水体富营养化，使水中微生物大量繁殖，降低水中溶氧量，导致鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊干涸等环境污染，对生态环境和人类身体健康具有极大的危害。
目前国内外的研究人员对处理氨氮废水进行了很多研究，常用的处理氨氮废水的方法包括：空气吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、生物脱氮法和膜分离方法等。
空气吹脱法是将空气鼓入氨氮废水中，使废水中的氨氮透过气液界面从液相转移到气相，最终达到脱除的效果。专利CN102030438A采用空气吹脱法并结合离子交换工序来处理氨氮废水，该方法克服了单纯吹脱法在低氨氮浓度时效率低的缺点。专利CN104261501A通过空气吹脱法对城市垃圾渗滤液氨氮进行处理，氨氮吹脱率为80%以上。但是空气吹脱法存在运行成本高，设备易腐蚀，易造成二次污染等缺点。
化学沉淀法主要是利用Mg2+、PO43-等物质与废水中的氨氮反应生成沉淀，再将沉淀滤除，从而去除废水中的氨氮。专利CN100384754C利用化学沉淀法处理氨氮废水，该方法能够连续操作且处理效果高。专利CN1493528A通过化学沉淀法处理氨氮废水，氨氮去除率在95%以上。专利CN102690001A通过钙镁磷肥处理高氨氮废水，氨氮脱除率可达70%~80%。化学沉淀法处理工艺简单，但由于加入的沉淀剂价格昂贵导致处理成本上升。
折点加氯法是向氨氮废水中加入次氯酸钠等物质，将废水中的NH3-N氧化成氮气从而脱除氨氮的工艺方法。专利CN103011441A通过折点加氯法处理氨氮废水。专利CN102863109A通过折点加氯法并结合吹脱处理和电化学反应，该工艺氨氮去除效果好、工艺结构简单。折点加氯法能够很好地处理低浓度氨氮废水，而且操作简单，但是高浓度氨氮废水处理效果较差。同时，由于该方法需要使用次氯酸钠等氧化剂，导致处理成本增加。
生物脱氮法主要利用微生物在生化条件下，将废水中的氨氮转化为硝态氮，再通过反硝化过程将硝态氮还原成气态氮从水中逸出，最终达到脱氮的目的。
专利CN1562806A利用生物脱氮技术设计了相应的工艺路线，使经处理的氨氮污水达到国家规定的排放标准。专利CN103508615A通过生物脱氮法并在氨氮废水中添加生物填料提高氨氮处理效果。专利CN101549907A利用生物脱氨法，设计一种高氨氮工业废水处理的膜生物反应设备处理氨氮废水。生物脱氮法需要使用大量微生物，所以对废水水质要求高，设备占地面积大，操作条件苛刻。
膜吸收脱氨技术以膜分离技术为基础并且结合化学吸收方法，一般采用酸性溶液作为吸收剂，通过吸收剂和氨的化学反应来吸收氨氮。专利CN104609588A采用膜吸收技术并结合反渗透和正渗工艺流程对高盐高氨氮废水进行脱除，该方法氨氮回收率高，产水水质好。专利CN104609587A通过膜吸收方法处理氨氮废水，并通过纳滤、正渗透和冷却结晶工艺处理反应后的吸收液。专利CN104058519A采用多级膜组件串联处理氨氮废水，总氨氮的脱除率可达50~99%。专利CN101508500A利用膜混凝接触反应器从垃圾渗滤液回收氨氮。膜吸收脱氨法处理效果好，氨氮脱除率高。专利CN103896354A通过真空膜脱氨技术将氨氮废水中的游离氨分离出来并将氨气回收成高浓度的氨水。专利CN103183393A通过真空膜脱氨技术处理氨氮废水，实现了资源的回收利用。
这类专利由于采用硫酸等酸性溶液作为吸收剂，处理过程中会形成大量含有稀硫酸的硫酸铵稀溶液，不能直接作为肥料加以再利用，也很难通过其他工艺进行处理，在一定程度上来说，已经造成了二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氨废水的处理装置及处理方法，利用水气混合泵来泵送废水，借助水射真空泵的作用，有效提取含氨废水中的氨气，然后与纯水接触制取氨水。
本发明采用的技术方案是：
一、一种含氨废水的处理装置
本发明包括：它包括：原水箱，水气混合泵，多级脱氨膜组件，水射真空泵，热泵，纯水箱，多级吸氨膜组件和离心泵；原水箱出口经水气混合泵与多级脱氨膜组件中的第一级膜组件的膜丝外侧连接，多级脱氨膜组件的最后一级膜组件的膜丝外侧为处理后废水排放口；多级脱氨膜组件的每级膜组件的膜丝内侧的一端都与多级吸氨膜组件的第一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件的每级膜组件的膜丝内侧的另一端都为排污口；多级脱氨膜组件的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接；多级吸氨膜组件的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件的最后一级膜组件的膜丝外侧的另一端与水射真空泵的一端连接；纯水箱经离心泵与多级吸氨膜组件的最后一级膜组件的膜丝内侧的一端相连接，多级吸氨膜组件的最后一级膜组件的膜丝内侧的另一端与最后第二级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件的第二级膜组件的膜丝内侧的另一端与第一级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件的第一级膜组件的膜丝内侧的另一端为氨水排放口；水射真空泵的另一端经热泵与原水箱入口连接。
所述多级脱氨膜组件为3～7级脱氨膜组件，由聚四氟乙烯中空纤维膜组成。
所述多级吸氨膜组件为3～7级脱氨膜组件，由聚丙烯中空纤维膜组成。
二、一种含氨废水的处理方法，该方法的步骤如下：
1）采用NaOH将含氨废水的pH值调整到10~12；然后通过水气混合泵进入多级脱氨膜组件的膜丝外侧；
2）纯水通过离心泵进入多级吸氨膜组件的膜丝内侧；
3）在水射真空泵的作用下，含氨废水中产生的氨气从多级脱氨膜组件的膜丝内侧抽出，进入多级吸氨膜组件的膜丝外侧，然后挥发进入内侧与纯水进行混合，得到6mg/L～15mg/L浓度的氨水；
4)要排污时，打开多级脱氨膜组件下部的排污口，进行排污处理。
水射真空泵运行时产生的热量通过热泵传递给原水箱，从而加热原水，进而提高含氨废水的处理效率。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
1)本发明摒弃了传统的硫酸、磷酸等酸性吸收剂，没有借助酸性吸收剂与含氨废水中的氨气的化学反应，从而降低含氨废水中的氨的含量。因此，本发明不会产生硫酸铵、磷酸铵等伴随产物，也就不会造成二次污染。
2)本发明利用水气混合泵来泵送废水，借助水射真空泵的作用，有效提取含氨废水中的氨气，然后与纯水接触制取氨水。制取的氨水具有一定的商用价值。因此，本发明简便易行，变废为宝，彻底解决含氨废水的处理问题。本发明可直接应用于水处理等环保领域，具有重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明所用装置示意图。
图中：1、原水箱，2、水气混合泵，3、多级脱氨膜组件，4、水射真空泵，5、热泵，6、纯水箱，7、多级吸氨膜组件，8、离心泵，9、处理后废水排放口，10、氨水排放口，11、排污口，12、聚四氟乙烯中空纤维膜，13、聚丙烯中空纤维膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，箭头表示流动方向，只能按箭头方向流动，不能逆箭头方向流动。本发明包括：原水箱1，水气混合泵2，多级脱氨膜组件3，水射真空泵4，热泵5，纯水箱6，多级吸氨膜组件7和离心泵8；原水箱1出口经水气混合泵2与多级脱氨膜组件3中的第一级膜组件的膜丝外侧连接，多级脱氨膜组件3的最后一级膜组件的膜丝外侧为处理后废水排放口9；多级脱氨膜组件3的每级膜组件的膜丝内侧的一端都与多级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件3的每级膜组件的膜丝内侧的另一端都为排污口11；多级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件3的最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接；多级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件7最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件7的最后一级膜组件的膜丝外侧的另一端与水射真空泵4的一端连接；纯水箱6经离心泵8与多级吸氨膜组件7的最后一级膜组件的膜丝内侧的一端相连接，多级吸氨膜组件7的最后一级膜组件的膜丝内侧的另一端与最后第二级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件7的第二级膜组件的膜丝内侧的另一端与第一级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝内侧的另一端为氨水排放口10；水射真空泵4的另一端经热泵5与原水箱1入口连接。
所述多级脱氨膜组件3为3～7级脱氨膜组件，由聚四氟乙烯中空纤维膜12组成。
所述多级吸氨膜组件7为3～7级脱氨膜组件，由聚丙烯中空纤维膜13组成。
本发明工作时，含氨废水倒入原水箱1，采用NaOH将其pH调至10～12，在水气混合泵2的作用下，含氨废水进入多级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧，在水射真空泵4的作用下，氨气逸出从多级脱氨膜组件3的膜丝外侧挥发进入膜丝内侧，然后进入多级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧，依靠挥发作用进入多级吸氨膜组件7的膜丝内侧，纯水箱6中的纯水在离心泵8的作用下进入多级吸氨膜组件7的膜丝内侧，与氨气进行混合，得到氨水，从氨水排放口10排出。水射真空泵4在运行后发热，利用热泵5将热量交换给原水箱1，可对含氨废水进行加热，从而提高处理效率。处理后的废水从处理后废水排放口9排出，多级脱氨膜组件3中的污泥杂质等可通过排污口11排出。
实施例1
含氨废水倒入原水箱1，采用NaOH将其pH调至10，在水气混合泵2的作用下，含氨废水进入五级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧，在水射真空泵4的作用下，氨气逸出从五级脱氨膜组件3的膜丝外侧挥发进入膜丝内侧，然后进入四级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧，依靠挥发作用进入四级吸氨膜组件7的膜丝内侧，纯水箱6中的纯水在离心泵8的作用下进入四级吸氨膜组件7的膜丝内侧，与氨气进行混合，得到氨水。从氨水排放口10排出。水射真空泵4在运行后发热，利用热泵5将热量交换给原水箱1，可对含氨废水进行加热，从而提高处理效率。处理后的废水从处理后废水排放口9排出，多级脱氨膜组件3中的污泥杂质等可通过排污口11排出。处理后废水排放口9的废水氨氮含量为15mg/L。
实施例2
含氨废水倒入原水箱1，采用NaOH将其pH调至11，在水气混合泵2的作用下，含氨废水进入七级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧，在水射真空泵4的作用下，氨气逸出从七级脱氨膜组件3的膜丝外侧挥发进入膜丝内侧，然后进入三级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧，依靠挥发作用进入三级吸氨膜组件7的膜丝内侧，纯水箱6中的纯水在离心泵8的作用下进入三级吸氨膜组件7的膜丝内侧，与氨气进行混合，得到氨水。从氨水排放口10排出。水射真空泵4在运行后发热，利用热泵5将热量交换给原水箱1，可对含氨废水进行加热，从而提高处理效率。处理后的废水从处理后废水排放口9排出，多级脱氨膜组件3中的污泥杂质等可通过排污口11排出。处理后废水排放口9的废水氨氮含量为10mg/L。
实施例3
含氨废水倒入原水箱1，采用NaOH将其pH调至11.5，在水气混合泵2的作用下，含氨废水进入三级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧，在水射真空泵4的作用下，氨气逸出从三级脱氨膜组件3的膜丝外侧挥发进入膜丝内侧，然后进入五级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧，依靠挥发作用进入五级吸氨膜组件7的膜丝内侧，纯水箱6中的纯水在离心泵8的作用下进入五级吸氨膜组件7的膜丝内侧，与氨气进行混合，得到氨水。从氨水排放口10排出。水射真空泵4在运行后发热，利用热泵5将热量交换给原水箱1，可对含氨废水进行加热，从而提高处理效率。处理后的废水从处理后废水排放口9排出，多级脱氨膜组件3中的污泥杂质等可通过排污口11排出。处理后废水排放口9的废水氨氮含量为9mg/L。
实施例4
含氨废水倒入原水箱1，采用NaOH将其pH调至12，在水气混合泵2的作用下，含氨废水进入六级脱氨膜组件3的第一级膜组件的膜丝外侧，在水射真空泵4的作用下，氨气逸出从六级脱氨膜组件3的膜丝外侧挥发进入膜丝内侧，然后进入七级吸氨膜组件7的第一级膜组件的膜丝外侧，依靠挥发作用进入七级吸氨膜组件7的膜丝内侧，纯水箱6中的纯水在离心泵8的作用下进入七级吸氨膜组件7的膜丝内侧，与氨气进行混合，得到氨水。从氨水排放口10排出。水射真空泵4在运行后发热，利用热泵5将热量交换给原水箱1，可对含氨废水进行加热，从而提高处理效率。处理后的废水从处理后废水排放口9排出，多级脱氨膜组件3中的污泥杂质等可通过排污口11排出。处理后废水排放口9的废水氨氮含量为6mg/L。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含氨废水的处理装置，其特征在于，它包括：原水箱(1)，水气混合泵(2)，多级脱氨膜组件(3)，水射真空泵(4)，热泵(5)，纯水箱(6)，多级吸氨膜组件(7)和离心泵(8)；原水箱(1)出口经水气混合泵(2)与多级脱氨膜组件(3)中的第一级膜组件的膜丝外侧连接，多级脱氨膜组件(3)的最后一级膜组件的膜丝外侧为处理后废水排放口(9)；多级脱氨膜组件(3)的每级膜组件的膜丝内侧的一端都与多级吸氨膜组件(7)的第一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件(3)的每级膜组件的膜丝内侧的另一端都为排污口(11)；多级脱氨膜组件(3)的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级脱氨膜组件(3)最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接；多级吸氨膜组件(7)的第一级膜组件的膜丝外侧的另一端与第二级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件(7)最后第二级膜组件的膜丝外侧的另一端与最后一级膜组件的膜丝外侧的一端连接，多级吸氨膜组件(7)的最后一级膜组件的膜丝外侧的另一端与水射真空泵(4)的一端连接；纯水箱(6)经离心泵(8)与多级吸氨膜组件(7)的最后一级膜组件的膜丝内侧的一端相连接，多级吸氨膜组件(7)的最后一级膜组件的膜丝内侧的另一端与最后第二级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件(7)的第二级膜组件的膜丝内侧的另一端与第一级膜组件的膜丝内侧的一端连接，多级吸氨膜组件(7)的第一级膜组件的膜丝内侧的另一端为氨水排放口(10)；水射真空泵(4)的另一端经热泵(5)与原水箱(1)入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种含氨废水的处理装置，其特征在于：所述多级脱氨膜组件(3)为3～7级脱氨膜组件，由聚四氟乙烯中空纤维膜(12)组成。
3.根据权利要求1所述的一种含氨废水的处理装置，其特征在于：所述多级吸氨膜组件(7)为3～7级脱氨膜组件，由聚丙烯中空纤维膜(13)组成。
4.用于权利要求1所述装置的一种含氨废水的处理方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
1）采用NaOH将含氨废水的pH值调整到10~12；然后通过水气混合泵进入多级脱氨膜组件的膜丝外侧；
2）纯水通过离心泵进入多级吸氨膜组件的膜丝内侧；
3）在水射真空泵的作用下，含氨废水中产生的氨气从多级脱氨膜组件的膜丝内侧抽出，进入多级吸氨膜组件的膜丝外侧，然后挥发进入内侧与纯水进行混合，得到6mg/L～15mg/L浓度的氨水；
4)要排污时，打开多级脱氨膜组件下部的排污口，进行排污处理。
5.根据权利要求4所述的一种含氨废水的处理方法，其特征在于：水射真空泵运行时产生的热量通过热泵传递给原水箱，从而加热原水，进而提高含氨废水的处理效率。
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