CN106007087B - 一种高浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统 - Google Patents

一种高浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高浓度氨氮废水处理工艺,步骤如下:将高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均匀调整;按照每吨水投入3~5kg第一混合物的比例,向废水中投加第一混合物和阳离子聚丙烯酰胺,调节pH值至10.5~12;将处理后的水泵入脱氮装置中,投加第二混合物,每吨水投加8~15g;向水中投加氢氧化钠水溶液,使pH值维持在10.5以上,并保持水温为45~55℃,反应2~4小时;排放处理后的废水,并回收氨气。本发明的高浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统能够加速氨氮废水中的有机胺或铵盐快速转化为游离氨,对废水中的氨氮有极高的氨氮去除效果,显著提高脱氮效率,除氨效果稳定、操作简单。

Description

一种高浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统
技术领域
[0001]本发明属于环保领域,具体涉及一种废水处理工艺及氨回收系统,特别是一种高 浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统。
背景技术
[0002]随着现代科学技术的发展和工业生产的迅速扩张,产生了大量的高浓度氨氮废 水,这些废水中含有高浓度的氨氮(500mg/L以上),如果直接排入水体的话,将导致水体富 营养化,破坏生态平衡,严重影响生物和人类的健康,对环境造成极大的破坏。因此,需要对 高浓度氨氮废水进行处理。目前,主要的处理方法包括折点加氯、汽提吹脱、离子交换法和 生物硝化反硝化法等。
[0003]传统的吹脱法或汽提法脱氮效率较低,主要原因在于:(1)由于它只有单纯的物理 作用而无化学作用,因而不可能将离子态的铵全部转化为分子态的氨,更不可能将有机氮 转化成氨态氮;(2)不可能破坏氨分子和水分子之间的强大结合力,断掉结合氨分子和水分 子之间的氢键;(3)传统的吹脱或汽提法,尽管气水比和能耗高得惊人,但是却不能控制空 气和水的接触反应时间。
发明内容
[0004]本发明的一个目的是针对以上要解决的技术问题,提供一种氨氮去除率高、除氨 效果稳定、操作简单的高浓度氨氮废水处理工艺。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种高浓度氨氮废水处理及氨回收系统。
[0006]为此,本发明提供了以下技术方案:
[0007] —种高浓度氨氮废水处理工艺,步骤如下:(1)将高浓度氨氮废水通入调节池进 行水质水量均匀调整;
[0008] (2)按照每吨水投入3〜5kg第一混合物的比例,向废水中投加第一混合物和阳离子 聚丙烯酰胺,调节pH值至10.5〜12;
[0009] (3)将步骤(2)处理后的水栗入脱氮装置中,投加第二混合物,每吨水投加8〜I5g;
[0010] (4)向步骤(3)的水中投加氢氧化钠水溶液,使PH值维持在10.5以上,并保持水温 为45〜55°C,反应2〜4小时;
[0011] (5)排放处理后的废水,并回收氨气。
[0012] 根据本发明的工艺,优选地,所述第一混合物由重量比例为90:6:4的氢氧化钙、活 性炭和羟乙基乙二胺三乙酸组成。
[0013] 根据本发明的工艺,优选地,所述第二混合物按重量由50〜65%高锰酸钾、15〜20%酒 石酸钾钠、1〇〜2〇%磺基丁二酸钠二辛酯和10〜15%聚合硫酸氯化铁铝组成。
[0014] 根据本发明的工艺,优选地,所述氢氧化钠水溶液的浓度为30%。
[0015]根据本发明的工艺,优选地,回收氨气的步骤为:将氨气通入氨气回收塔中,用浓 度为10〜70%的硫酸溶液吸收。
[0016]更优选地,所述硫酸溶液的浓度为30〜50%。
[0017]此外,本发明还提供了一种用于以上处理工艺的高浓度氨氮废水处理及氨回收系 统,该系统包括通过管道依次连接的调节池、混凝沉淀池、复合脱氮塔,所述管道上设有气 提栗;所述复合脱氮塔由至少两个并联的脱氮单元组成,所述脱氮单元包括反应器,该反应 器设有入水口、出水口和加药口,所述反应器的底部设有多根曝气管,所述曝气管与设于反 应器外的高压离心风机相连,所述反应器的顶部设有排气口,所述排气口通过管道与三级 复合氨回收塔连接,该三级复合氨回收塔由三个氨回收塔串联组成,所述氨回收塔下部设 有进气口,所述氨回收塔顶部设有出气口,所述氨回收塔内自上而下设置有填料室和多级 喷淋装置,所述喷淋装置与所述氨回收塔外部的喷淋液储存器相连接,所述氨回收塔底部 还连接有硫酸铵储备罐。
[0018] 本发明提供的高浓度氨氮废水处理工艺对传统的吹脱法进行了创新和改进,在处 理过程中,通过投加配比合理、组方合理的辅助药剂,能够维持稳定的pH值,有效除去废水 中的杂质和悬浮胶粒,加速游离NH3生成和分离,实现氨回收。实际应用效果表明,本发明的 高浓度氨氮废水处理工艺及氨回收系统能够加速氨氮废水中的有机胺或铵盐快速转化为 游离氨,对废水中的氨氮有极高的氨氮去除效果,显著提高脱氮效率,可根据实际情况可作 为单一的氨氮处理设施或作为整个污水处理系统中氨氮预处理单元。本发明在短时间内即 可将废水中的氨氮浓度由8〇〇〇〜1 〇〇〇〇mg/L降到30〜50mg/L,达到国家综合废水排放标准。此 外,脱氮装置中分离出的氨气若直接排放会造成二次污染,氨气回收可避免二次污染,同时 实现循环利用,提高经济效益。
附图说明
[0019] 图1是本发明的高浓度氨氮废水处理工艺流程及系统结构简图。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施例和附图,对本发明的技术方案作进一步的详述。但本发明并 不限于以下具体实施例。
[0021] 实施例1
[0022] 将氨氮浓度为8〇〇〇mg/L的高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均匀调整;按 照每吨水投入4kg的比例,向废水中投加氢氧化钙、活性炭和羟乙基乙二胺三乙酸的混合物 (重量比为90:6:4),调节pH值至10.5,以ltog/L的比例向废水中投加阳离子聚丙烯酰胺;将 处理后的水栗入脱氮装置中,投加由50% (重量)高锰酸钾、2〇%酒石酸钾钠、15%横基丁二酸 钠二辛酯和15%聚合硫酸氯化铁铝组成的混合物,每吨水投加8g;再投加质量浓度为30%的 氢氧化钠水溶液,调整PH值使其维持在1〇• 5以上,并保持水温为45°C,反应3小时;排放处理 后的废水,并回收氨气。将产生的氨气通入氨气回收塔中,用浓度为30%的硫酸溶液吸收。
[0023] 经测定,处理后的废水氨氮浓度为50mg/L。
[0024] 实施例2
[0025] 将氨氮浓度为l〇〇〇〇mg/L的高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均匀调整; 按照每吨水投入4kg的比例,向废水中投加氢氧化钙、活性炭和羟乙基乙二胺三乙酸的混合 物®量比为9〇:6:4),调节pH值至11,以ltog/L的比例向废水中投加阳离子聚丙烯酰胺;将 处理后的水栗入脱氮装置中,投加由65%(重量)高锰酸钾、I5%酒石酸钾钠、10%磺基丁二酸 钠二辛酯和10%聚合硫酸氯化铁铝组成的混合物,每吨水投加1%;再投加质量浓度为3〇%的 氢氧化钠水溶液,调整pH值使其维持在10 • 5以上,并保持水温为55°C,反应2小时;排放处理 后的废水,并回收氨气。将产生的氨气通入氨气回收塔中,用浓度为7〇%的硫酸溶液吸收。
[0026] 经测定,处理后的废水氨氮浓度为50mg/L。
[0027] 实施例3
[0028] 将氨氮浓度为8〇〇〇mg/L的高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均勾调整;按 照每吨水投入4kg的比例,向废水中投加氢氧化釣、活性炭和羟乙基乙二胺三乙酸的混合物 (重量比为9〇: 6:4),调节pH值至12,以16mg/L的比例向废水中投加阳离子聚丙烯酰胺;将处 理后的水杲入脱氮装置中,投加由50% (重量)高锰酸钾、2〇%酒石酸钾钠、2〇%磺基丁二酸钠 二辛酯和10%聚合硫酸氯化铁铝组成的混合物,每吨水投加12g;再投加质量浓度为3〇%的氧 氧化钠水溶液,调整PH值使其维持在10 •5以上,并保持水温为5〇°C,反应4小时;排放处理后 的废水,并回收氨气。将产生的氨气通入氨气回收塔中,用浓度为10%的硫酸溶液吸收。
[0029] 经测定,处理后的废水氨氮浓度为30mg/L。
[0030] 实施例4
[0031] 将氨氮浓度为9〇〇〇mg/L的高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均匀调整;按 照每吨水投入4kg的比例,向废水中投加氢氧化钙、活性炭和羟乙基乙二胺三乙酸的混合物 (重量比为90:6:4),调节pH值至10.5,以16mg/L的比例向废水中投加阳离子聚丙烯酰胺;将 处理后的水泵入脱氮装置中,投加由60% (重量)高锰酸钾、18%酒石酸钾钠、10%磺基丁二酸 钠二辛酯和12%聚合硫酸氯化铁铝组成的混合物,每吨水投加l〇g;再投加质量浓度为30%的 氢氧化钠水溶液,调整pH值使其维持在10.5以上,并保持水温为55°C,反应2小时;排放处理 后的废水,并回收氨气。将产生的氨气通入氨气回收塔中,用浓度为50%的硫酸溶液吸收。 [0032] 经测定,处理后的废水氨氮浓度为40mg/L。
[0033]如图1所示,本发明的处理工艺使用转为此而设计的高浓度氨氮废水处理及氨回 收系统,该系统包括通过管道依次连接的调节池、混凝沉淀池、复合脱氮塔,所述管道上设 有气提泵;所述复合脱氮塔由至少两个并联的脱氮单元组成。优选地,该脱氮单元包括反应 器,该反应器设有入水口、出水口和加药口,反应器的底部设有多根曝气管,曝气管与设于 反应器外的高压离心风机相连,反应器的顶部设有排气口,排气口通过管道与三级复合氨 回收塔连接,该三级复合氨回收塔由三个氨回收塔串联组成。氨回收塔下部设有进气口,氨 回收塔的顶部设有出气口,氨回收塔内自上而下设置有填料室和多级喷淋装置,喷淋装置 与氨回收塔外部的喷淋液储存器相连接,氨回收塔底部还连接有硫酸铵储备罐。除非特别 指出,以上所提到的各设备、装置均可使用本领域现有的设备、装置。
[0034]废水进入调节池均质后,泵入混凝沉淀池作进一步加药反应处理,再栗入复合脱 氮塔中,经加药反应后,复合脱氮塔中分离的NH3通过高压离心风机曝气从废水中吹脱出来 装置外,实现水气分离。由于分离出来的NHs在气相中的含量往往较高,因此本发明装置引 入氨气回收塔,以稀硫酸溶液作为吸收剂,吸收气相中的NH3回收硫酸铵,再将回收的硫酸 铵出售或回用,既实现了循环利用,又避免了二次污染。本氨气回收装置采取三级氨气回收 塔吸收,氨气回收塔内填充高效填料,气相中的NH3在高效填料作用下,与喷淋出来的雾化 吸收液充分接触吸收,气相中的NH3得到有效去除,保证空气达标无污染。

Claims (5)

1. 一种高浓度氨氮废水处理工艺,步骤如下: (1) 将高浓度氨氮废水通入调节池进行水质水量均匀调整; (2) 按照每吨水投入3〜5 kg第一混合物的比例,向废水中投加第一混合物和阳离子聚 丙烯酰胺,调节pH值至10.5〜12; (3) 将步骤(2)处理后的水泵入脱氮装置中,投加第二混合物,每吨水投加8〜15g; (4) 向步骤(¾的水中投加氢氧化钠水溶液,使pH值维持在1〇. 5以上,并保持水温为45〜 55°C,反应2〜4小时; (5) 排放处理后的废水,并回收氨气; 所述第一混合物由重量比例为90: 6:4的氢氧化钙、活性炭和羟乙基乙二胺三乙酸组 成; 所述第二混合物按重量由50〜65%高锰酸钾、15〜20%酒石酸钾钠、1〇〜20%磺基丁二酸钠 二辛酯和10〜15%聚合硫酸氯化铁铝组成。
2.根据权利要求1的一种高浓度氨氮废水处理工艺,其特征在于:所述氢氧化钠水溶液 的浓度为30%。
3. 根据权利要求1的一种高浓度氨氮废水处理工艺,其特征在于回收氨气的步骤为:将 氨气通入氨气回收塔中,用浓度为10〜70%的硫酸溶液吸收。
4. 根据权利要求3的一种高浓度氨氮废水处理工艺,其特征在于:所述硫酸溶液的浓度 为30〜50%。
5. —种采用权利要求1所述的高浓度氨氮废水处理工艺的氨回收系统,包括通过管道 依次连接的调节池、混凝沉淀池、复合脱氮塔,所述管道上设有气提泵,其特征在于:所述复 合脱氮塔由至少两个并联的脱氮单元组成,所述脱氮单元包括反应器,该反应器设有入水 口、出水口和加药口,所述反应器的底部设有多根曝气管,所述曝气管与设于反应器外的高 压离心风机相连,所述反应器的顶部设有排气口,所述排气口通过管道与三级复合氨回收 塔连接,该三级复合氨回收塔由三个氨回收塔串联组成,所述氨回收塔下部设有进气口,所 述氨回收塔顶部设有出气口,所述氨回收塔内自上而下设置有填料室和多级喷淋装置,所 述喷淋装置与所述氨回收塔外部的喷淋液储存器相连接,所述氨回收塔底部还连接有硫酸 铵储备罐。
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