一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法

2023-05-10 08:25:41 1

專利名稱：一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法
二背景技術：
高濃度氨氮廢水是很難處理的工業廢水之一，來 源廣且排放量大，在化工、化肥、石化、煉焦、製藥、食品等生產部 門和垃圾填埋場均產生高濃度氨氮廢水。大量的氨氮廢水辨入水體， 引起水體富營養化，造成水體黑臭、質量下降，將增加水處理的難度 和成本，甚至對A^及水生生物產生毒害作用。由於近來的海域赤潮 事件頻發，國內外對氨氮廢水的處理技術開展了較多研究，開發一些 實用的工藝，但因建設費用大、處理成本高、運行條件苛刻、穩定性 差等問題嚴重困擾著人們。目前，國內外對氨氮廢水處理的研究領域 和開發實用技術所涉及的範圍主要有不同工藝的生物法和物化法，如 生物法中的A/0工藝和穩定塘；物理方法中的反滲透、蒸餾、汽提、 吹脫、土地灌溉；化學方法中的離子交換、化學沉澱、折點氯化、電 化學處理、溼式氧化等。
生化法生物脫氮是微生物在分解利用有機物的過程中把含氮物 質先轉化成氨氮；然後由自養型硝化細菌將其轉化為N(V;然後再 由一類反硝化菌把NCV轉化為N2,從而達到脫氮的目的。所有的生 化脫氮工藝，只適於處理NH3-N濃度較低的廢水。傳統的活性汙泥 法的氨氮去除率只能達20%-50%，半數以上在40%以下。
生物穩定塘生物穩定塘具有較好的除氮功能，除氮效率在 40%-90%，因為穩定塘不僅利用微生物，還能利用藻類和一些水生植物的除氮作用。但穩定塘與其它所有生化法一樣，只適合處理濃度低
於300mg/L的氨氮廢水，而且受溫度、水質等影響較大，因此不適 於北方寒冷地區和氨氮濃度較高的工業廢水處理。
A/O: A/0生物脫氮工藝是上世紀70年代開發的，是利用孩史生 物的厭氧和好氧降解過程交替循環進行的一種改進型生化法。目前在 A/0工藝的基礎上衍生出多種生物脫氮工藝，如Phoredox工藝、UCT 工藝、改良型的UCT工藝、A"0工藝、VTP工藝等。A/0工藝是把 反硝化過程置於硝化之前，因而可節省硝化階段耗鹼的50%,又勿需 加入格外的碳源，此外還有工藝流程短、建設費用低，是目前國外應 用較多的一種脫氮工藝，國內也有成功應用的實例。但A/0工藝為 提高脫氮效率，需要很大的混合液循環比(50-100%),致使運行費 用高；硝化階段難以保持理想的厭氧狀態，影響反硝化；出水中含有 一定的NOx，容易導致二沉池汙泥上浮；進水的TN濃度不能太高， 否則影響處理效果，因此不適於高濃度氨氮廢水的處理。
物化法
催化溼式氧化法溼式氧化是在較高溫度和壓力下，用空氣中的 氧氧化廢水中降解和懸浮的有機物和還原性無機物的一種方法。具有 4艮好的去除氨氮、COD物質和脫色、除臭、殺菌等效果，而且能有 效氧化分解生化法難降解的包括BaP在內的各類稠環芳香烴，處理 後的出水水質均能達到回用水質，適於處理各種高濃度有毒化工廢 水。但催化溼式氧化法要求高溫高壓和重金屬催化劑，因此建設投資 高、運行成本大，許多企業難以應用。吹脫(汽提)用吹脫法進行氣液分離由來已久，脫氮時將空氣 通入廢水中，通過氣液接觸使溶於廢水中的游離氨從氣液界面向氣相 轉移，從而實現去除氨氮的目的，用空氣作載體時稱吹脫，用蒸汽作 栽體時稱汽提。
通常採用吹脫工藝除氮時，為提高吹脫效率，採用較高溫度和 pH值， 一般溫度控制在40-60。C, pH值控制在11-12。
吹脫工藝的優點是脫氮效率高，其去除率在70-90%;流程短， 操作簡便易行；高濃度氨氮廢水經吹脫處理後，在吹脫塔後串聯氨的 吸收塔，可回收部分吹脫出來的氨。所以處理高濃度氨氮廢水時，具 有一定的經濟效益，可減輕處理成本高的負擔；對COD、 BOD和SS 均有一定的去除效率。
吹脫工藝的缺點為填料層易結垢；去除效率受溫度和pH影響較 大；通常氣水比要求2500-3000: 1,吹脫時間較長4-6h，因而動力 消耗大；高濃度氨氮廢水經吹脫處理後，仍含有較高的氨氮，還不能 達標排》文，必需與後續其它工藝如生化法或氯氧化法等進行進一步處 理才能滿足排放要求。
發明內容
處理高濃度氨氮廢水新技術，脫氨劑的脫氨原理氨在水中主要以銨 鹽和游離氨的形式存在，如下式所示
NH3+H20—NH/+OH-由上式可見NH/和NH3之間的平衡關係受pH值和溫度的影響， 高pH值和較高的溫度有利於平衡左移，使液相中的NH3所佔比例增大。因而在不同PH值和水溫條件下，NH4+和NH/所佔得比例不同。 當PH值為7時，氨氮多以NH4+的形式存在，但PH值超過7以後， 隨著PH值的提高，氨氮多以NH3的形式存在。 不同PH值和水溫時NH/和NH3所佔比例
既然在較高PH值條件下NH3_N主要以NH3形態存在，應該有很高的吹脫效 率，但實際上用傳統的吹脫工藝，氨氮的去除率很難達到90%以上，其原因主 要是在不同溫度範圍內，氨在水中有相應的平衡溶解度。
溶解於水中的NH3和水分子之間存在一種氨鍵的相互作用，這增加了分子間 的結合力，所以這部分溶解度範圍內的氨很難用傳統的吹脫法去除，除非繼續 升高吹脫溫度，破壞氨鍵，使其溶解度變小。
我們發明的脫氨劑是一種以纖維素衍生物為主劑以多種活化劑為輔的一種 複合催化劑，含有大量自由基和活性基團，能破壞水分子與NH3分子間的結合 力，使NH3分子擺脫脫水分子的作用，以游離氨的形式存在，從而容易從水中 釋放出來。
在PH值為10.5-11的條件下無論靜態或動態吹脫小試或中試結果表明，濃度 在數千至數萬mg/L的氨氮廢水，在曝氣吹脫1.5-3h之後，脫氨率均能達到 99.99%。
脫氨反應器
脫氨反應器是一種多級連續曝氣式吹脫池，高約1.2m。多級脫氨反應器是依 據亨利定律，即在一定溫度和平衡狀態下，氣體在液體中溶解度(物質的量分數)和該氣體的平衡分壓成正比的原理設計的。 每池設有曝氣裝置和氨氣導出管。氨氮廢水從首池進入，並在每級曝 氣池脫氨，氣體氨通過氨氣導出管及時引出吹脫系統，經部分脫氨的 廢水從上一級吹脫池依次流入下一級吹脫池，連續進行若干次吹脫。 多級連續曝氣式吹脫裝置的特點是，由於採用多級淺層吹脫，增 加了氣液界面，同時及時抽走吹脫出來的氨氣，使氣液界面的氨氣分 壓始終保持在低水平上，從而加快了氨的吹脫速率和保證了有較高的
NH3-N吹脫效率。 四具體實施方式
工藝流程
高濃度氨氮廢水處理工藝如

圖1所示，在圖1中(1)為生產汙 水，(2)為調節池，(3)為混凝，(4)為混凝劑，(5)為助凝劑，(6) 為助凝，(7)為高密度澄清，(8)為汙泥脫水，(9)為汙泥送燃燒，
(10)為調配池，(11)為調質劑，(12)為脫氮催化劑，(13)為脫 氮塔，(14)為氨回收，(15)為調質斜管沉澱池，(16)為調質劑，
(17)為清水回用，(18)為清水池，(19)為吸附氧化塔，(20)為 尾氣分解，(21)為排空，(22)為空壓機，(23)為貯氣罐，(24)為 空氣乾燥，(25)為臭氧發生器，(26)為電源系統，(27)為氣體及 臭氧發生裝置。
其流程是生產廢水首先進入調節池，在調節池內設空氣攪拌裝 置，使汙水7jc質混合均勻和防止懸浮物沉積。調節池出水經汙水提升 泵進入混凝池，加入混凝劑，混合均勻後，流入助凝池，加入助凝劑，混合均勻後，流入高密澄清池。池的左部為除油區，除油區可投入吸 油氈吸油，池的右部為貯水池，中間為斜管沉澱固液分離區。從高密 澄清池底部定期排出懸浮沉澱物，並輸送至汙泥脫水機，脫水機脫出 汙水流入調節池繼續處理。用泵將貯水池中的汙水泵入調配池，先加
入調質劑調節其PH值，然後加入高效複合脫氨催化劑混勻後，泵入 反應器中，提高溫度至60。C，進入多級連續曝氣式吹脫裝置，多級 連續曝氣式吹脫裝置出水流入調質池，調節pH值到一定值後流入斜 管沉澱池。斜管沉澱池底部懸浮物定期泵入汙泥脫水機。脫水後的泥 渣裝袋運至煤場，拌入燃煤中燒掉。脫水時形成的汙水流入調節池循 環處理。斜管沉澱池上清液泵入吸附催化氧化塔深度處理，出水流至 清水池達標回用。反應器和多級連續曝氣式吹脫裝置脫出的氨氣通過 吸收塔吸收。
權利要求
1、一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法，其特徵在於由脫氨劑和脫氨反應器組成。
2、 根據權利要求1所述的一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法，其特徵在 於脫氨劑是一種以纖維素衍生物為主劑以多種活化劑為輔的一種複合催化劑，含有大量自由基和活性基團，能破壞分水子與NH3分子間的結合力，在ra值為10.5-ll條件下，能使NH3分子擺脫水分子的作用，以游離氨的形式存在，從而 容易從水中釋放出來。
3、 根據權利要求1所述的一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法，其特徵在 於脫氨反應器是一種多級連續曝氣式吹脫池，每池設有曝氣裝置和氨氣導出管。 氨氮廢水從首池進入，並在每級曝氣池脫氨，氣體氨通過氨氣導出管及時引出 吹脫系統，經部分脫氨的廢水從上一級曝氣吹脫池依次流入下一級曝氣吹脫池， 連續進行若干次曝氣吹脫。
全文摘要
一種處理工業高濃度氨氮廢水的方法，其特徵在於由脫氨劑和脫氨反應器組成。脫氨劑是一種以纖維素衍生物為主劑以多種活化劑為輔的一種複合化催化劑，含有大量自由基和活性基團，能破壞水分子與NH3分子間的結合力，在PH值為10.5-11條件下，能使NH3分子擺脫水分子的作用，以游離氨的形式存在，從而容易從水中釋放出來。脫氨反應器是一種多級連續曝氣式吹脫池，每池設有曝氣裝置和氨氣導出管。氨氮廢水從首池進入，並在每級曝氣池脫氨，氣體氨通過氨氣導出管及時引出吹脫系統，經部分脫氨的廢水從上一級曝氣吹脫池依次流入下一級曝氣吹脫池，連續進行若干次曝氣吹脫。
文檔編號C02F101/16GK101293683SQ200710048970
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者楊惠瓊 申請人:楊惠瓊