CN106698747A - 一种废水中的氨氮处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水中的氨氮处理方法，涉及废水处理技术领域，该方法使用一种氨氮处理装置，包括壳体，壳体上设有气体出口管、液体进口管、气体进口管和液体出口管，在壳体上设有至少一层液体分布板，在转轴上固定设置有分离斗，在分离斗的中部还设有气体分布板，导流管一端与液体出口管相通，导流管另一端与第一排水管和第二排水管同时相通，在导流管的上壁依次设有进光孔、PH试纸、光电开关和电磁块，在第一排水管的内壁上铰接有可关闭第一排水管和第二排水管的铁板，第二排水管与液体进口管连接，在导流管的下壁还设有进气孔。本方案能有效解决排出的废水中仍然可能存在的氨氮物质含量高于国家标准的问题。

Description

一种废水中的氨氮处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法。

背景技术

化工、化肥、石化和焦化等行业是排放高浓度氨氮废水的工业大用户，废水中高浓度氨氮的分离是上述工业废水最难处理的工序。根据GB8978-1996<污水综合排放标准>的规定，废水排放时，其中的氨氮物质含量不能高于25mg/L。目前，废水中氨氮分离处理的方法主要有下列几种：一种是物化法，它包括吹脱法、离子交换法、折点氧化法、湿式氧化法、化学沉淀法、膜过滤法和高温蒸发法，这种方法主要存在的问题是处理效率低、处理成本高，实际应用推广价值不高；二种是A/O法，它包括A/O、A2/O和A2/O2方法，这种方法是通过硝化反硝化的过程使废水中氨氮降解，但这种方法主要存在的问题是曝气池基建投资大、运行成本高，运行操作条件苛刻，进水水质高求高(氨氮含量应小于300mg/L，COD指标小于1000mg/L)，运行处理范围窄；第三种是国内外现行处理高浓度氨氮废水的方法，它是先将高浓度废水通过汽提或吹脱将废水中氨氮降到300mg/L以下，用A/O法进行处理，然后再用脱色法处理，这种方法虽然能使用高浓度废水中氨氮分离达到排放标准，但这种方法处理工序长，处理效率低，处理成本高。

为了解决上述问题，中国专利号ZL200810107192.0公开了一种废水氨氮分离器，包括壳体、转轴、分离斗、液体分布板、气体分布板，所述壳体顶部设置有气体出口管和液体进口管，在壳体侧面设置有气体进口管，在壳体底部设置有液体出口管，在壳体中心设置有转轴，在壳体内腔固定设置有至少一层液体分布板，在每层液体分布板下面的转轴上固定设置有带分离孔的分离斗，在分离斗中部的壳体内腔上固定设置有气体分布板，在气体分布板上设置有通气孔，所述分离斗呈圆锥形或螺旋管形，在液体分布板中间设置有液流孔，所述液流孔直径小于分离斗上端大开口直径。上述方案通过调节转轴转速，使废水通过高速旋转的分离斗后，从分离斗上的分离孔分散喷射出来形成细小水滴，水滴与从通气孔中喷出的压缩气体充分接触而雾化，进而将废水中的铵盐和游离氨分离出来并随压缩气体排出，从而达到分离废水中的氨氮作用。

但上述方案中当废水从液体出口管排出时，无法对分离的效果进行检测，致使排出的废水中仍然可能存在氨氮含量高于25mg/L的问题，进而使得排出的废水不能满足国家对废水排放的相关规定。

发明内容

本发明意在提供一种废水中的氨氮处理方法，以解决排出的废水中仍然存在氨氮含量高于国家标准的问题。

本方案中的一种废水中的氨氮处理方法，该方法使用一种氨氮处理装置，所述氨氮处理装置包括壳体、转轴、分离斗、液体分布板和气体分布板，壳体顶部设有气体出口管和液体进口管，在壳体侧面设有气体进口管，在壳体底部设有液体出口管，在壳体中心设置有转轴，转轴与动力装置连接，在壳体的内腔固定设置有至少一层液体分布板，在每层液体分布板下面的转轴上固定设置有带分离孔的分离斗，在分离斗的中部还设有气体分布板，气体分布板两端固定连接在壳体上，在气体分布板上设置有通气孔，在液体分布板中间设置有液流孔，还包括导流管、第一排水管和第二排水管，导流管一端与液体出口管相通，导流管另一端与第一排水管和第二排水管同时相通，在导流管内放置有碱性溶液，从液体出口管排出的废水和碱性溶液混合后在导流管内所占的体积小于3/4，在导流管的上壁沿废水的流动方向依次设有进光孔、被磷酸浸泡的PH试纸、光电开关和与光电开关电连接的电磁块，在第一排水管的内壁上铰接有可关闭第一排水管和第二排水管的铁板，第二排水管与液体进口管连接，在导流管的下壁还设有进气孔；

该方法包括以下步骤：

（1）、将待处理的废水从液体进口管处通入到壳体内，同时将压缩气体从气体进口管通入到壳体内；

（2）、启动动力装置，动力装置带动转轴旋转，转轴旋转的转速为4000-5000r/min，转轴旋转的同时带动分离斗一起旋转；

（3）、步骤（1）中从液体进口管通入的废水将在液体分布板的作用下从液流孔进入到分离斗内，同时从气体进口管通入的压缩气体向上运动并在气体分布板的作用下从通气孔喷出；

（4）、进入到分离斗内的废水在离心力的作用下，将从分离斗上的分离孔喷射出来并形成水滴，水滴与从通气孔中喷出的压缩气体充分接触而雾化，废水中的铵盐和游离氨分离出来并随压缩气体从气体出口管排出，废水则从液体出口管排出；

（5）、从液体出口管排出的废水流入到导流管内并与导流管内的碱性溶液混合，在碱性溶液的作用下，废水中的离子态氨氮物质将转化为分子态氨，从进气孔向导流管内通入空气，废水中的分子态氨将转化成氨气析出，析出的氨气在导流管内向上运动，并与PH试纸上的磷酸反应生成磷酸氨，此时PH试纸的颜色由红色变为绿色；

（6）、通过进光孔向导流管内通入红光，当红光照射在PH试纸上时，红光将被绿色的PH试纸吸收，导流管内的光电开关将接收不到红光的关线，光电开关断开，与光电开关电连接的电磁块断电，铰接在第一排水管内壁上的铁板在自身重量作用下使第一排水管关闭，废水进入到第二排水管内，在第二排水管的作用下再次进入到液体进口管内，并在液体进口管的作用下被通入到分离斗进行氨氮物质的再次分离，

（7）、重复以上步骤，直到废水中氨氮物质的含量小于25mg/L；

（8）、将步骤（7）中氨氮物质的含量小于25mg/L的废水通过液体出口管排出到导流管内，此时析出的氨气与磷酸反应后，PH试纸仍含有磷酸，在磷酸的作用下PH试纸呈红色，当红光从进光孔通入时，红光被PH试纸反射，导流管内的光电开关接收到红光的关线，光电开关闭合，与光电开关电连接的电磁块通电，电磁块具有电磁力，铰接在第一排水管内壁上的铁板在电磁力的作用下将转动并将第二排水管关闭，废水从第一排水管排出，完成对废水中氨氮物质的处理过程。

本方案中使用的PH试纸在酸性状态下为红色，在中性状态下为绿色，在碱性状态下为蓝色。

本方案的效果在于：1、本方案将从液体出口管排出的废水与碱性溶液混合，利用废水中的氨氮物质在碱性溶液中由离子态转化为分子态氨的特性，并利用向导流管内通入空气的方式将分子态氨转化为氨气析出，析出的氨气与PH试纸上的磷酸反应后将使得PH试纸的颜色发生变化，同时利用光线传播的原理，当排出的废水中的氨氮物质含量高于国家标准时，第一排水管关闭，第二排水管打开，废水从第二排水管经液体进口管再次被通入到分离斗中进行氨氮物质的分离，当排出的废水中的氨氮物质含量低于国家标准时，第一排水管打开，第二排水管关闭，废水直接从第一排水管处排出，由此完成对废水中氨氮物质的分离，因此，本方案能有效解决排出的废水中存在的氨氮物质含量高于国家标准的问题。

2、本方案从液体出口管排出的废水和碱性溶液混合后在导流管内所占的体积小于3/4，避免了碱性溶液对PH试纸的影响，保证了PH试纸检测的准确性。

3、本方案中在动力装置的带动下，转轴和分离斗以4000-5000r/min的速度旋转，该转速使得分离都内的废水能受到较大的离心力，从而使得从分离孔喷射出来的水滴具有较小的直径，水滴与压缩空气的接触效果更好，废水中的氨氮物质去除越充分，若是该转速过小，从分离孔喷出的水滴较大，水滴与压缩空气的接触不充分，若是高转速过高，则对动力装置的要求提高，进而将增加整个处理过程的成本。

进一步，在所述氨氮处理装置中,液流孔的直径小于分离斗上端开口的直径。当从液体进口管通入的废水从液流孔进入到分离斗时，液流孔的直径小于分离斗上端开口的直径，使得液流孔处的废水能全部的流入到分离斗内，保证了对废水的处理效果。

进一步，在所述氨氮处理装置中,在壳体内腔固定设置有三层液体分布板。三层液体分布板使得废水多次形成小水滴，并与压缩气体多次充分接触并产生雾化，使得废水中氨氮的分离效果好，分离效率高。

进一步，在所述氨氮处理装置中,动力装置为变频电机。改变通入变频电机中的电流即可改变变频电机的转速，在进行废水中氨氮物质的分离时，当需要转轴具有不同的转速时，只需要改变通入变频电机中电流的频率即可实现转轴转速的改变，控制起来十分方便。

附图说明

图1为本发明实施例中氨氮处理装置的结构示意图；

图2为图1实施例中电磁铁断电时A处放大的结构示意图；

图3为图1实施例中电磁铁通电时A处放大的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：壳体1、气体进口管11、气体出口管12、液体进口管13、转轴14、液体分布板15、气体分布板16、分离斗17、导流管2、第一排水管21、第二排水管22、进气孔23、进光孔24、PH试纸25、光电开关26、电磁块27、铁板28。

实施例基本如附图1所示：一种氨氮处理装置，包括壳体1，壳体1内设有工作腔室，在壳体1顶部分别设有气体出口管12和液体进口管13，其中气体出口管12在左，液体进口管13在右，在壳体1左下侧设有气体进口管11，在壳体1的底部设有液体出口管。在进行工作时，压缩气体从下侧的气体进口管11通入，从上侧的气体出口管12排出，废水从上侧的液体进口管13通入，从下侧的液体出口管排出。

在壳体1的中部还设有转轴14，转轴14的上端与变频电机连接，转轴14的下端伸出壳体1，转轴14与壳体1通过轴承进行连接，在壳体1内还设有三层液体分布板15，液体分布板15的两端分别固定连接在壳体1上，在液体分布板15的中间还设有液流孔，在每层液体分布板15的下部均设有一个锥形的分离斗17，分离斗17为上大下小的锥形结构，在分离斗17上端开口的直径大于液流孔的直径，在分离斗17上还设有若干的分离孔，在分离斗17中部的位置还设有气体分布板16，气体分布板16的两端固定连接在壳体1上。

如图2所示，在液体出口管处还连接有导流管2，导流管2的左端与液体出口管相通，导流管2的右端分别设有在下的第一排水管21和在上的第二排水管22，第一排水管21和第二排水管22均与导流管2相通，第一排水管21、第二排水管22和导流管2形成T形结构，在导流管2内放置有碱性溶液，该碱性溶液为氢氧化钠溶液，当从液体出口管排出的废水与碱性溶液混合后，该混合液在导流管2中所占的体积小于3/4。

在导流管2的下壁上还设有进气孔23，空气经进气孔23被通入到导流管2内，在导流管2的上壁上从左至右依次设有进光孔24、PH试纸25、光电开关26和电磁块27，进气孔23位于进光孔24的左侧，进光孔24处用于通入红光，PH试纸25在酸性状态下为红色，在中性状态下为绿色，在碱性状态下为蓝色，在将PH试纸25放置在导流管2上壁之前，先将PH试纸25在磷酸溶液中进行浸泡，光电开关26与电磁块27电连接，当光电开关26接收到光线闭合时，电磁块27将通电并具有磁性，当光电开关26未接收到光线处于断开状态时，电磁块27将断电并失去磁性。

如图2和图3所示，在右侧的第一排水管21上还铰接有铁板28，当电磁块27断电失去磁性时，铁板28在自身重量作用下，其自由端将抵在导流管2的下壁上，从而使得第一排水管21关闭，当电磁块27通电具有磁性时，铁板28将在磁力作用下绕铰接处旋转，并最终与导流管2的上壁相抵，此时第二排水管22关闭。

采用上述氨氮处理装置对废水中的氨氮处理时，包括以下步骤：

（1）、将待处理的废水从液体进口管13处通入到壳体1内，同时将压缩气体从气体进口管11通入到壳体1内；

（2）、启动动力装置，动力装置带动转轴14旋转，转轴14旋转的转速为4000-5000r/min，转轴14旋转的同时带动分离斗17一起旋转；

（3）、步骤（1）中从液体进口管13通入的废水将在液体分布板15的作用下从液流孔进入到分离斗17内，同时从气体进口管11通入的压缩气体向上运动并在气体分布板16的作用下从通气孔喷出；

（4）、进入到分离斗17内的废水在离心力的作用下，将从分离斗17上的分离孔喷射出来并形成水滴，水滴与从通气孔中喷出的压缩气体充分接触而雾化，废水中的铵盐和游离氨分离出来并随压缩气体从气体出口管12排出，废水则从液体出口管排出；

（5）、从液体出口管排出的废水流入到导流管2内并与导流管2内的碱性溶液混合，在碱性溶液的作用下，废水中的离子态氨氮物质将转化为分子态氨，从进气孔23向导流管2内通入空气，废水中的分子态氨将转化成氨气析出，析出的氨气在导流管2内向上运动，并与PH试纸25上的磷酸反应生成磷酸氨，此时PH试纸25的颜色由红色变为绿色；

（6）、通过进光孔24向导流管2内通入红光，当红光照射在PH试纸25上时，红光将被绿色的PH试纸25吸收，导流管2内的光电开关26将接收不到红光的关线，光电开关26断开，与光电开关26电连接的电磁块27断电，铰接在第一排水管21内壁上的铁板28在自身重量作用下使第一排水管21关闭，废水进入到第二排水管22内，在第二排水管22的作用下再次进入到液体进口管13内，并在液体进口管13的作用下被通入到分离斗17进行氨氮物质的再次分离，

（7）、重复以上步骤，直到废水中氨氮物质的含量小于25mg/L；

（8）、将步骤（7）中氨氮物质的含量小于25mg/L的废水通过液体出口管排出到导流管2内，此时析出的氨气与磷酸反应后，PH试纸25仍含有磷酸，在磷酸的作用下PH试纸25呈红色，当红光从进光孔24通入时，红光被PH试纸25反射，导流管2内的光电开关26接收到红光的关线，光电开关26闭合，与光电开关26电连接的电磁块27通电，电磁块27具有电磁力，铰接在第一排水管21内壁上的铁板28在电磁力的作用下将转动并将第二排水管22关闭，废水从第一排水管排出，完成对废水中氨氮物质的处理过程。

对比例：对比例为采用背景技术中的废水氨氮分离器进行废水处理。

将100L的废水平均分为10份，其中5份采用本实施例的方法进行废水处理，另外5分采用对比例进行废水处理，并对每份经处理后的废水中的氨氮物质含量进行检测，得到的数据如下表所示：

从上表中可以看出，经本实施例的方法处理后的废水中氨氮物质的含量均在25 mg/L以下，而对比例中每份废水中氨氮物质的含量均大于25mg/L，因此采用本实施例中的方法对废水进行处理后，能有效保证排出的废水中的氨氮物质含量满足国家标准的要求。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种废水中的氨氮处理方法，其特征在于：该方法使用一种氨氮处理装置，所述氨氮处理装置包括壳体、转轴、分离斗和液体分布板，壳体顶部设有气体出口管和液体进口管，在壳体侧面设有气体进口管，在壳体底部设有液体出口管，在壳体中心设置有转轴，转轴与动力装置连接，在壳体的内腔固定设置有至少一层液体分布板，在每层液体分布板下面的转轴上固定设置有带分离孔的分离斗，在分离斗的中部还设有气体分布板，气体分布板两端固定连接在壳体上，在气体分布板上设置有通气孔，在液体分布板中间设置有液流孔，还包括导流管、第一排水管和第二排水管，导流管一端与液体出口管相通，导流管另一端分别与第一排水管和第二排水管同时相通，在导流管内放置有碱性溶液，从液体出口管排出的废水和碱性溶液混合后在导流管内所占的体积小于3/4，在导流管的上壁沿废水的流动方向依次设有进光孔、被磷酸浸泡的PH试纸、光电开关和与光电开关电连接的电磁块，在第一排水管的内壁上铰接有可关闭第一排水管和第二排水管的铁板，第二排水管与液体进口管连接，在导流管的下壁还设有进气孔；

该方法包括以下步骤：

（1）、将待处理的废水从液体进口管处通入到壳体内，同时将压缩气体从气体进口管通入到壳体内；

（2）、启动动力装置，动力装置带动转轴旋转，转轴旋转的转速为4000-5000r/min，转轴旋转的同时带动分离斗一起旋转；

（3）、步骤（1）中从液体进口管通入的废水将在液体分布板的作用下从液流孔进入到分离斗内，同时从气体进口管通入的压缩气体向上运动并在气体分布板的作用下从通气孔喷出；

（4）、进入到分离斗内的废水在离心力的作用下，将从分离斗上的分离孔喷射出来并形成水滴，水滴与从通气孔中喷出的压缩气体充分接触而雾化，废水中的铵盐和游离氨分离出来并随压缩气体从气体出口管排出，废水则从液体出口管排出；

（5）、从液体出口管排出的废水流入到导流管内并与导流管内的碱性溶液混合，在碱性溶液的作用下，废水中的离子态氨氮物质将转化为分子态氨，从进气孔向导流管内通入空气，废水中的分子态氨将转化成氨气析出，析出的氨气在导流管内向上运动，并与PH试纸上的磷酸反应生成磷酸氨，此时PH试纸的颜色由红色变为绿色；（6）、通过进光孔向导流管内通入红光，当红光照射在PH试纸上时，红光将被绿色的PH试纸吸收，导流管内的光电开关将接收不到红光的关线，光电开关断开，与光电开关电连接的电磁块断电，铰接在第一排水管内壁上的铁板在自身重量作用下使第一排水管关闭，废水进入到第二排水管内，在第二排水管的作用下再次进入到液体进口管内，并在液体进口管的作用下被通入到分离斗进行氨氮物质的再次分离，

（7）、重复以上步骤，直到废水中氨氮物质的含量小于25mg/L；

（8）、将步骤（7）中氨氮物质的含量小于25mg/L的废水通过液体出口管排出到导流管内，此时析出的氨气与磷酸反应后，PH试纸仍含有磷酸，在磷酸的作用下PH试纸呈红色，当红光从进光孔通入时，红光被PH试纸反射，导流管内的光电开关接收到红光的关线，光电开关闭合，与光电开关电连接的电磁块通电，电磁块具有电磁力，铰接在第一排水管内壁上的铁板在电磁力的作用下将转动并将第二排水管关闭，废水从第一排水管排出，完成对废水中氨氮物质的处理过程。

2.根据权利要求1所述的一种废水中的氨氮处理方法，其特征在于：在所述氨氮处理装置中，液流孔的孔径小于分离斗上端开口的孔径。

3.根据权利要求2所述的一种废水中的氨氮处理方法，其特征在于：液体分布板的数量为三层。

4.根据权利要求1或2所述的一种废水中的氨氮处理方法，其特征在于：在所述氨氮处理装置中，动力装置为变频电机。