CN111533355A - 碳化污泥压滤液的除氨氮工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了碳化污泥压滤液的除氨氮工艺，步骤为：(10)将压滤液进行加热；(20)加热后的压滤液进入到氨吹脱塔，风机将空气送入到氨吹脱塔内，压滤液中的氨气进入到空气内形成富氨气；(30)富氨气进入到氨吸收塔内，水溶液吸收富氨气中的氨气后形成氨水；富氨气形成贫氨气，该贫氨气返回氨吹脱塔内，循环使用；(40)氨水进入到氨氧化解析塔内，用次氯酸钠将氨水中的氨气氧化为氮气；被脱氨后的氨水形成脱氨液；(50)脱氨液返回到氨吸收塔内，循环使用。本申请中，利用空气将压滤液中的氨气吹脱出来，形成氨水，以进行集中处理，被吸收氨气后所形成的贫氨气循环使用，避免了氨气的外泄，保证氨气的处理效果。

Description

碳化污泥压滤液的除氨氮工艺
技术领域
本发明涉及一种碳化污泥压滤液的除氨氮工艺。
背景技术
在化工污水中，一般都具有较高的氨氮物质，这些氨氮物质一般会采用微生物处理工艺来进行处理，并结合化学沉淀以及催化氧化等工艺。但这些工艺一般均以污水为载体进行处理，需要大量的大型设备来进行生产，投资及运行费用居高不下的状态，使得企业的污水处理费用大幅度地消耗企业的利润，部分企业甚至无法正常运行。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种碳化污泥压滤液的除氨氮工艺，其包括如下步骤：
(10)将压滤液进行加热，该压滤液为将碳化污泥压滤后所产生的滤液；
(20)加热后的压滤液从上部进入到氨吹脱塔内，风机将空气由下部送入到氨吹脱塔内，压滤液中的氨气进入到空气内形成富氨气；从氨吹脱塔排出的压滤液进入到污水处理系统；氨吹脱塔采用立式多级填料塔；
(30)富氨气由氨吹脱塔的顶部排出，然后富氨气进入到氨吸收塔内，水溶液吸收富氨气中的氨气后形成氨水；富氨气被水溶液吸收其中的氨气后形成贫氨气，该贫氨气由上述风机送入到该氨吹脱塔内，继续吸收氨气形成富氨气，循环使用；
(40)氨水进入到氨氧化解析塔内，将次氯酸钠发生器所产生的次氯酸钠投入到氨氧化解析塔内，将氨水中的氨气氧化为氮气，氮气排出氨氧化解析塔；被脱氨后的氨水形成脱氨液；其中的次氯酸钠以水溶液的形成投入到氨氧化解析塔内；
(50)脱氨液返回到氨吸收塔内，继续吸收富氨气中的氨气形成氨水，循环使用。优选地，在步骤(20)中，氨吹脱塔采用立式多级填料塔。
本申请中，利用空气将压滤液中的氨气吹脱出来，然后将这些氨气溶解在水中，形成氨水，以进行集中处理，被吸收氨气后所形成的贫氨气返回到氨吹脱塔内继续吸收压滤液中的氨气，循环使用，避免了氨气的外泄，保证氨气的处理效果。氨水在氨氧化解析塔内，所含的氨气被次氯酸钠氧化为氮气，成为无害化的气体，脱除氨气后所形成的脱氨液返回到氨吸收塔内，继续作为氨气吸收液对氨气进行吸收，循环使用，最大限度地避免了补充新鲜水量。利用本申请时，首先将碳化污泥进行压滤，然后将压滤液中的氨氮吹脱后再氧化为氮气，进行无害化处理，相对于现有技术中，直接对污水进行好氧、厌氧处理，以及沉淀等处理工艺，可以有效地缩短污水处理的时间，并提高处理效果。由于污泥中大量的氨氮物质已经进入到压滤液中，且进入到压滤液中的大部分氨氮物质以氨气的形成被处理掉，由此可大幅度地将地污水处理过程中，处理氨氮所需要的费用，并由此可降低污水处理的费用和缩短处理时间。
在经过本申请的处理后，压滤液中以N进行计算的氨氮量能够从900-1200mg/L降低到250-400mg/L，再对压滤液进行好氧和厌氧等传统工艺处理后，即可将污水中的氨氮量降低到2-25mg/L，出水水质满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4中三级标准和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)表1中A等级标准。
进一步，在步骤(40)中，氨水被分为两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分返回到氨吸收塔内，继续吸收氨气，以提高氨水的浓度；
或者，在步骤(40)中，氨水被分为两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分进入到次氯酸钠发生器内，作为氯化钠的溶解液，该次氯酸钠发生器以氯化钠溶液为原料，电解氯化钠溶液生产次氯酸钠。
或者，在步骤(40)中，氨水被分为三部分，其中第一部分进入到氨吸收塔内，继续吸收氨气，以提高氨水的浓度；第二部分返回到氨氧化解析塔内；第三部分进入到次氯酸钠发生器内，作为氯化钠的溶解液，该次氯酸钠发生器以氯化钠溶液为原料，电解氯化钠溶液生产次氯酸钠；氨水被分为三部分后，其中第一部分的比例为70-93％。
在具体生产时，可以根据具体的需要来选择不同的工艺，将氨水分成不同的部分，以合理调配各设备的生产能力，保证各设备整体能力的最大发挥。
尤其在将氨水分为三部分时，其中的用于返回到氨吸收塔内的第一部分比例可以占从氨吸收塔排出的氨水总量的70-93％，具体可以根据进入到氨氧化解析塔内的氨气的量进行调整。将大部分的氨水返回到氨吸收塔内进行循环吸收氨气，可以有效地提高氨水中氨气的含量，以提高氨氧化解析塔的利用效率，避免由于氨水中氨气的含量过低，而导致次氯酸钠的利用效率过低，影响设备的使用效率。
具体地，为保证对氨气的完全氧化，在步骤(40)中，氨氧化解析塔内，次氯酸钠的浓度为0.2-0.3g/L。
具体地，在步骤(30)中，氨吸收塔内，液气比为3-5L/Nm3。
在该液气比下，可在保证氨气吸收效果的前提下，避免氨吸收液的用量过大，造成运行成本过高。
为使压滤液中的氨气能够被顺利地排出，在步骤(10)中，压滤液被加热到35-45℃。
为保证处理效果，在步骤(10)中，压滤液中以N进行计算的氨氮量为900-1200mg/L，压滤液的pH值为9.5-11。
进一步，为保证压滤液中的氨气能够被尽量脱出，氨吹脱塔内，液气比为0.3-0.5L/Nm3。
具体地，该氨吹脱塔包括塔体，在塔体内设置有支撑格栅，在该支撑格栅上堆放有填料，在填料的上方设置有布液盘，在塔体的上部安装有液体进口管，该液体进口管位于布液盘的上方；在塔体的顶部设置有排气口，在塔体内安装有除沫器，该除沫器位于排气口的正下方、且位于液体进口管的上方；
在塔体的底部设置有排液管，支撑格栅的下方的塔体内空间形成为气体分布区，一进气管由外向内伸入到该气体分布区内，该进气管进入到气体分布区内的一端设置有进气口，该进气口与支撑格栅之间具有距离；
压滤液由液体进口管进入到氨吹脱塔内，然后经布液盘的分布后，向下流动到填料上，在沿填料向下流动的过程中，风机将空气由进气管送入到气体分布区内，然后经过支撑格栅后进入到填料之间的空隙中，在空气向上流动的过程中，与向下流动的压滤液接触，压滤液中的氨气进入到空气中，空气吸收压滤液中的氨气后形成为富氨气，该富氨气在经过除沫器后，由顶部的排气口排出，进入到氨吸收塔内；被解吸的压滤液由排液管排出氨吹脱塔。为使进入到氨吹脱塔内的空气能够均匀地分布，该进气口与支持板之间的距离为塔体内径的1-3倍。
利用该氨吹脱塔，能够顺利地将压滤液中的氨气吸收到空气中。
具体地，采用加热器对压滤液进行加热，该加热器包括外壳和套设在该外壳上的加热夹套，在该外壳的两端分别安装有顶板和底板，在该外壳内设置有搅拌器，该搅拌器的搅拌轴沿该外壳的轴向延伸、并伸出该顶板后连接有一电机，该电机固定安装在该顶板上，在该底板上安装有进液管，在外壳上安装有一出液管，该出液管向外贯穿该加热夹套。在压滤液经过该加热时，利用搅拌器可以对压滤液进行搅拌，不但可以避免压滤液中的一些固体颗粒形成沉淀，而且还可以时压滤液受热均匀，避免压滤液产生局部过热现象，使压滤液中氨气化为氨气，过早地溢出压滤液，使加热器及相应的管道压力增大，影响设备的安全运行。
附图说明
图1是本发明的一实施例的流程示意图。
图2是加热器的结构示意图。
图3是氨吹脱塔的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1，一种碳化污泥压滤液的除氨氮工艺，其包括如下步骤：
(10)将碳化污泥压滤后所产生的压滤液用污水提升泵12送入到加热器14中进行加热，并加热到40℃。加热器14采用具有混合搅拌功能的混合式加热器。
压滤液中以N进行计算的氨氮量为1000-1100mg/L，压滤液的pH值控制在9.5-10.2之间。根据不同的要求，在其它实施例中，压滤液的pH值还可以控制在10.3-11之间，当然可以控制在9.8-10.5之间。
为保证氨气的脱除效率，在其它实施例中，压滤液中的氨氮量还可以为900-1000mg/L或1100-1200mg/L。
可以理解，根据过滤液中含氨量的不同，从加热器中排出的过滤液的温度还可以为35℃、38℃、42℃或45℃。
(20)加热后的压滤液进入到氨吹脱塔16内，在本实施例中，氨吹脱塔16采用立式三级填料塔，压滤液从氨吹脱塔16顶部的侧壁进入到氨吹脱塔16内，然后沿填料向下流动。
风机20将空气从氨吹脱塔16的底部送入到氨吹脱塔16内，向上与压滤液逆流接触，压滤液中的氨气进入到空气内形成富氨气；从氨吹脱塔排出的压滤液首先进入集水箱17内，然后再进入到污水处理系统18内继续进行处理。
本实施例中，在氨吹脱塔内，液气比为0.4±0.02L/Nm3。
从氨吹脱塔排出的压滤液中的氨氮量以N进行计算时为300-400mg/L。氨氮的平均脱除量在70％，大大降低了在污水处理系统的负荷，从污水处理系统排出的废水中的氨氮量以N进行计算时为10-25mg/L，出水水质满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4中三级标准和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)表1中A等级标准。
(30)富氨气进入到氨吸收塔32内，水溶液吸收富氨气中的氨气后形成氨水。富氨气被水溶液吸收其中的氨气后形成贫氨气，该贫氨气由风机20送入到氨吹脱塔16内，继续吸收氨气形成富氨气，循环使用。
在本实施例中，氨吸收塔32内，液气比控制在3.6-3.8L/Nm3。可以理解在其它实施例中，根据不同的氨气的浓度，氨吸收塔32内，液气比还可以控制在3.0-3.5Nm3、3.9-4.3/Nm3、或4.4-5.0Nm3。
(40)在氨吸收塔32内所形成的氨水首先排入到氨水收集箱34内，以平稳地向外输出。在氨水收集箱34上连接有两台污水泵，其中一台污水泵为氨吸收循环泵40，另一台污水泵为氧化液循环泵50。
氧化液循环泵50的出口分成两路管道，分别为解析管51和溶解管53。其中解析管51连通氨氧化解析塔62，将部分氨水送入到氨氧化解析塔62内。溶解管53将另一部分氨水送入次氯酸钠发生器64内，作为氯化钠的溶解液。次氯酸钠发生器64所产生的次氯酸钠溶液进入到氨氧化解析塔62内，对氨水中的氨气进行氧化，生成氮气，并排出氨氧化解析塔62。
被脱氨后的氨水形成脱氨液。
(50)脱氨液经氨吸收循环泵40被泵入到氨吸收塔32内，同时氨吸收循环泵40还将氨水收集箱34内的部分氨水直接返回到氨吸收塔32内。脱氨液与氨水收集箱34内的部分氨水所形成的混合液继续吸收富氨气中的氨气形成氨水，循环使用。
在本实施例中，氨水收集箱34内氨水被分为三部分，其中第一部分经氨吸收循环泵40直接返回到氨吸收塔32内；第二部分经氧化液循环泵50被泵入到次氯酸钠发生器64内，作为氯化钠的溶解液；第三部分经氧化液循环泵50被泵入到氨氧化解析塔62，用于脱除氨水中所含的氨气。
可以理解，在其它实施例中，可以将泵入到次氯酸钠发生器64内氨水取消，而直接采用生产水作为氯化钠的溶解液，即氨水被分成两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分返回到氨吸收塔内，继续吸收氨气，以提高氨水的浓度。
或者，将直接返回氨吸收塔32的氨水取消，即氨水被分为两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分进入到次氯酸钠发生器内，作为氯化钠的溶解液。
具体在本实施例中，经氨吸收循环泵40直接返回氨吸收塔32的氨水的量占从氨水收集箱排出的氨水总量的90％，在具体生产时，需要控制在88-92％之间。
可以理解，在其它实施例中，根据富氨气中所含氨气的不同浓度，可以对直接返回到氨吸收塔32氨水的比例进行调节，例如还可以为70％、75％、80％、85％或93％，当然也可以为70-93％之间的其它比例。
在本实施例中，氨氧化解析塔内，次氯酸钠的浓度为0.25g/L。可以理解，在其它实施例中，氨氧化解析塔内，次氯酸钠的浓度还可以为0.20g/L、0.22g/L、0.28g/L或0.30g/L。
具体在本实施例中，请参阅图2，加热器14包括外壳91和套设在该外壳91上的加热夹套92，在该外壳的两端分别安装有顶板96和底板97，在该外壳内设置有搅拌器93，该搅拌器的搅拌轴931沿该外壳的轴向延伸、并伸出该顶板96后连接有一电机932，该电机932固定安装在该顶板96上，在该底板上安装有进液管94，在外壳上安装有一出液管95，该出液管95向外贯穿该加热夹套92。在加热夹套92上设置有热媒进口921和热媒出口922。
在工作时，压滤液经进液管94进入到加热器14内，进行加热，同时搅拌器93对压滤液进行搅拌，避免压滤液中的固体物质形成沉淀，且避免靠近外壳的压滤液过热，完成加热的压滤液由出液管95排出，进入氨吹脱塔内进行脱氨处理。
请参阅图3，该氨吹脱塔16包括塔体81，在塔体81内由下向上依次设置有一级格栅821、二级格栅823和三级格栅825，在一级格栅、二级格栅和三级格栅上均堆放有填料，在三级格栅上的填料的上方设置有布液盘83，在塔体的上部安装有液体进口管84，该液体进口管84位于布液盘83的上方。在塔体的顶部设置有排气口86，在塔体内安装有除沫器85，该除沫器85位于排气口85的正下方、且位于液体进口管84的上方。
在塔体的底部设置有排液管88，支撑格栅的下方的塔体内空间形成为气体分布区89，一进气管87由外向内伸入到该气体分布区内，该进气管进入到气体分布区内的一端设置有进气口871，该进气口与支撑格栅之间具有距离H，在本实施例中，该距离H为塔体内径的1.3倍。可以理解，在其他实施例中，该距离H为塔体内径的1倍、2倍或3倍。
压滤液由液体进口管84进入到氨吹脱塔内，然后经布液盘83的分布后，向下流动到填料821上，在沿填料向下流动的过程中，风机将空气由进气管87送入到气体分布区89内，然后经过支撑格栅82后进入到填料之间的空隙中，在空气向上流动的过程中，与向下流动的压滤液接触，压滤液中的氨气进入到空气中，空气吸收压滤液中的氨气后形成为富氨气，该富氨气在经过除沫器85后，由顶部的排气口86排出，进入到氨吸收塔内；被解吸的压滤液由排液管排88出氨吹脱塔。
本实施例中，氨吸收塔为一填料塔，现有的填料塔即可满足本申请的需要，本实施例中的氨吸收塔与氨吹脱塔的结构相似。

Claims (10)

1.碳化污泥压滤液的除氨氮工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(10)将压滤液进行加热，该压滤液为将碳化污泥压滤后所产生的滤液；
(20)加热后的压滤液从上部进入到氨吹脱塔内，风机将空气由下部送入到氨吹脱塔内，压滤液中的氨气进入到空气内形成富氨气；从氨吹脱塔排出的压滤液进入到污水处理系统；
(30)富氨气由氨吹脱塔的顶部排出，然后富氨气进入到氨吸收塔内，水溶液吸收富氨气中的氨气后形成氨水；富氨气被水溶液吸收其中的氨气后形成贫氨气，该贫氨气由上述风机送入到该氨吹脱塔内，继续吸收氨气形成富氨气，循环使用；
(40)氨水进入到氨氧化解析塔内，将次氯酸钠发生器所产生的次氯酸钠投入到氨氧化解析塔内，将氨水中的氨气氧化为氮气，氮气排出氨氧化解析塔；被脱氨后的氨水形成脱氨液；
(50)脱氨液返回到氨吸收塔内，继续吸收富氨气中的氨气形成氨水，循环使用。
2.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(40)中，氨水被分为两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分返回到氨吸收塔内，继续吸收氨气，以提高氨水的浓度；
或者，在步骤(40)中，氨水被分为两部分，其中一部分进入到氨氧化解析塔内，另一部分进入到次氯酸钠发生器内，作为氯化钠的溶解液。
3.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(40)中，氨水被分为三部分，其中第一部分进入到氨吸收塔内，继续吸收氨气，以提高氨水的浓度；第二部分返回到氨氧化解析塔内；第三部分进入到次氯酸钠发生器内，作为氯化钠的溶解液；氨水被分为三部分后，其中第一部分的比例为70-93％。
4.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(40)中，氨氧化解析塔内，次氯酸钠的浓度为0.2-0.3g/L。
5.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(30)中，氨吸收塔内，液气比为3-5L/Nm3。
6.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(10)中，压滤液被加热到35-45℃。
7.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
在步骤(10)中，压滤液中以N进行计算的氨氮量为900-1200mg/L，压滤液的pH值为9.5-11。
8.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
氨吹脱塔内，液气比为0.3-0.5L/Nm3。
9.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
该氨吹脱塔包括塔体，在塔体内设置有支撑格栅，在该支撑格栅上堆放有填料，在填料的上方设置有布液盘，在塔体的上部安装有液体进口管，该液体进口管位于布液盘的上方；在塔体的顶部设置有排气口，在塔体内安装有除沫器，该除沫器位于排气口的正下方、且位于液体进口管的上方；
在塔体的底部设置有排液管，支撑格栅的下方的塔体内空间形成为气体分布区，一进气管由外向内伸入到该气体分布区内，该进气管进入到气体分布区内的一端设置有进气口，该进气口与支撑格栅之间具有距离；
压滤液由液体进口管进入到氨吹脱塔内，然后经布液盘的分布后，向下流动到填料上，在沿填料向下流动的过程中，风机将空气由进气管送入到气体分布区内，然后经过支撑格栅后进入到填料之间的空隙中，在空气向上流动的过程中，与向下流动的压滤液接触，压滤液中的氨气进入到空气中，空气吸收压滤液中的氨气后形成为富氨气，该富氨气在经过除沫器后，由顶部的排气口排出，进入到氨吸收塔内；被解吸的压滤液由排液管排出氨吹脱塔。
10.根据权利要求1所述的除氨氮工艺，其特征在于，
采用加热器对压滤液进行加热，该加热器包括外壳和套设在该外壳上的加热夹套，在该外壳的两端分别安装有顶板和底板，在该外壳内设置有搅拌器，该搅拌器的搅拌轴沿该外壳的轴向延伸、并伸出该顶板后连接有一电机，该电机固定安装在该顶板上，在该底板上安装有进液管，在外壳上安装有一出液管，该出液管向外贯穿该加热夹套。
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CN102060406A (zh) * 2010-11-19 2011-05-18 南京工业大学 一种高效吹脱与尾气氨资源化氨氮废水闭路处理集成工艺
CN107585815A (zh) * 2017-09-30 2018-01-16 浦湘生物能源股份有限公司 一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统

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章启帆等: "次氯酸钠催化氧化法处理氨氮废水的研究", 《无机盐工业》 *

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