申请日2016.09.07
公开(公告)日2017.03.08
IPC分类号C02F9/04; C02F103/18
摘要
本实用新型公开了一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置。它包括前段的重金属去除单元和化学混凝沉淀单元，以及后段的氨氮脱除单元;具体包括依次顺序连接的PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、一级氨氮预处理A型膜萃取装置、多级串联的氨氮处理B型膜萃取装置;在沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置之后，每级氨氮处理B型膜萃取装置之后均设有中间水池。膜材料采用聚四氟乙烯PTFE中空纤维微孔疏水膜，采用中空纤维膨化拉升工艺制成。该一体化处理装置，针对脱硫废水中高氨氮情况，结合化学处理工艺，集成了高效膜脱氨氮技术，在解决脱硫废水中重金属、高悬浮固体的同时，解决了脱硫废水中高氨氮的去除问题，且成本低。
摘要附图
权利要求书
1.一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，它包括前段的重金属去除单元和化学混凝沉淀单元，以及后段的氨氮脱除单元;具体包括依次顺序连接的PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、中间水池、一级氨氮预处理A型膜萃取装置、多级串联的氨氮处理B型膜萃取装置。
2.如权利要求1所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，在沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置之后均设有中间水池;在每级氨氮处理B型膜萃取装置之后均设有中间水池。
3.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述氨氮预处理A型膜萃取装置中的膜，其微孔孔径大小为0.2-0.4μm，微孔孔隙率为60-75%;所述氨氮处理B型膜萃取装置中的膜，其微孔孔径大小为0.02-0.2μm，微孔孔隙率为45-60%。
4.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述氨氮预处理A型膜萃取装置和氨氮处理B型膜萃取装置中，膜材料采用聚四氟乙烯PTFE中空纤维微孔疏水膜，采用中空纤维膨化拉升工艺制成。
5.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述氨氮预处理A型膜萃取装置、氨氮处理B型膜萃取装置中的膜采用外压式结构。
6.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述一体化处理装置还包括加药装置，所述加药装置分别与反应池、混凝池、絮凝池连接。
7.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述一体化处理装置还包括氨氮吸收液循环池，所述氨氮吸收液循环池出口分别与所述氨氮预处理A型膜萃取装置和每级氨氮处理B型膜萃取装置的下部氨氮吸收液入口连接。
8.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述一体化处理装置还包括氨氮吸收液循环装置、氨氮回收装置、膜清洗装置。
9.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，所述氨氮预处理A型膜萃取装置、每一级氨氮处理B型膜萃取装置，由若干个膜组件并联组合而成，每个膜组件中包含成千上万根中空纤维膜。
10.如权利要求1或2所述的高氨氮脱硫废水一体化处理装置，其特征在于，
在氨氮预处理A型膜萃取装置之前设有保安过滤器;在沉淀池上装有与水平方向的斜度为60度的斜管组件。
说明书
一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置
技术领域
本实用新型属于水处理设备技术领域，涉及一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置。
背景技术
脱硫废水的主要特征包括：1、含盐量高，变化范围大，一般在30000mg/l-60000mg/l;2、悬浮物浓度高，大多在10000mg/l以上，最高可达60000mg/l;3、硬度高，易结垢，Ca2+、SO42-、Mg2+含量高;4、腐蚀性强，Cl-含量高;5、氨氮含量高，大多在1500mg/l以上;6、水质随时间和工况而变化;7、水质中含有各种重金属元素成分。
国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，针对不同种类的污染物，其各自的去除机理如下：1)酸碱度调节(去除)先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂(如：NaOH等)，将pH值调至6～7，为后续处理工艺环节创造良好的技术条件，同时在该环节可以有效去除氟化物(产品CaF2沉淀)和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂，将pH升至8～9，使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。2)汞、铜等重金属的去除沉淀分离是一种常用的金属分离法，除活泼金属外，许多金属的氢氧化物的溶解度较小。故脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物，如氢氧化钠(NaOH)，产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。值得一提的是，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。在脱硫废水处理中，一般控制pH值8.5～9.0之间，在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属，一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠(Na2S)，以产生Hg2S、CuS等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小，溶度积数量级在10-40～10-50之间。对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/L，就可对小于10μg/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如FeCl3及一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。还有一些工艺，以Ca(OH)2代替NaOH，反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物，以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。
现有的脱硫废水处理工艺中，如上所述，主要以化学处理为主，采用混凝沉降工艺，主要针对废水水质中的Ca2+、悬浮物、重金属进行处理，而忽略了废水中高氨氮的存在，对脱硫废水中的高氨氮没有有效的处理脱除方式。处理后的脱硫废水直接与厂区其他股废水综合稀释，采用生化工艺进行处理。由于脱硫废水中的高氨氮含量，对整体的综合废水产生非常大的冲击，生化处理过程中，由于系统的高氨氮存在，系统的初设规模大大增加，同时运行过程中需要不断补充大量的碳源，造成整体生化系统运行成本的升高。
氨氮在废水里的去除是一个难题。传统的办法中，生物脱氮法、折点加氯法仅适合处理低浓度氨氮废水;离子交换法需要对树脂进行再生，再生液产生的高氨氮废水需要做进一步处理;化学沉淀法处理成本高，效率低;催化湿式氧化法要求反应条件苛刻，不易于控制;电渗析法需要电能驱动，能耗高;蒸氨(汽提)或者吹脱技术处理效率低，容易造成二次污染。显而易见，以上介绍的几种废水氨氮脱除的方法各有优缺点，但这些方法均存在一定的缺点和应用局限，如处理成本高，条件控制严格，易造成二次污染等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效去除脱硫废水中的高氨氮，且成本低的高氨氮脱硫废水一体化处理装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置，它包括前段的重金属去除单元和化学混凝沉淀单元，以及后段的氨氮脱除单元;具体包括依次顺序连接的PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、一级氨氮预处理A型膜萃取装置、多级串联的氨氮处理B型膜萃取装置;
进一步地，在沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置之后均设有中间水池;在每级氨氮处理B型膜萃取装置之后均设有中间水池。
进一步地，在氨氮预处理A型膜萃取装置之前设有保安过滤器。
进一步地，所述高氨氮脱硫废水一体化处理装置中还可包括辅助单元，所述辅助单元包括：加药装置、氨氮吸收液循环装置、氨氮回收装置、膜清洗装置中的一种或几种。
进一步地，所述一体化处理装置还包括加药装置，所述加药装置分别与反应池、混凝池、絮凝池连接。
进一步地，所述一体化处理装置还包括氨氮吸收液(即酸)循环池，所述氨氮吸收液循环池出口分别与所述氨氮预处理A型膜萃取装置和每级氨氮处理B型膜萃取装置的下部氨氮吸收液入口连接。
进一步地，所述沉淀池上装有与水平方向的斜度为60度的斜管组件。
上述高氨氮脱硫废水一体化处理装置的工艺流程是：废水依次进入PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置、氨氮处理B型膜萃取装置后，脱硫废水达标排放。工作原理是：在反应池中加入重捕剂去除重金属，在混凝池中加入絮凝剂、在絮凝池中加入助凝剂去除SS等，在氨氮预处理A型膜萃取装置中进行氨氮预处理，在氨氮处理B型膜萃取装置中进一步去除氨氮，使废水中的氨氮、重金属、SS等达到设定排放标准，排放至综合废水处理系统进行生化后处理。
本实用新型的高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺，包含氨氮脱除前脱硫废水的预处理(去除重金属、SS等)以及氨氮的脱除处理(氨氮处理膜萃取装置及工艺)，它是化学反应系统与脱氨氮系统的有效结合，通过化学反应系统的预处理，再通过脱氨氮系统脱除氨氮，最终将脱硫废水中的SS、氨氮、重金属去除并达到排放标准。其技术特点包括：
1、去除氨氮前，必须有去除重金属及SS的化学反应装置以及沉淀装置;
2、氨氮去除采用AEM(Ammonia Extraction Module氨萃取膜)即膜萃取工艺，在常温常压下进行;
3、模块可以任意组合，以达到设计去除标准为依据。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺，在集成常规化学处理工艺的同时，结合高效的AEM即膜萃取技术，能有效解决脱硫废水在进入生化系统前的高氨氮负荷问题。在脱硫废水混合进入综合废水前，对水体中的高氨氮进行有效去除降解，既能节省因高氨氮问题导致池容的扩大从而产生的初设规模的扩大，又极大地节省了系统因为高氨氮问题所投加碳源所产生的运行费用。
本实用新型的氨氮脱除装置是专门针对脱硫废水中高氨氮情况设计的，它结合了传统的化学处理工艺在去除重金属、悬浮固体方面的优势，集成了高效膜脱氨氮技术，在解决脱硫废水中重金属、高悬浮固体的同时，解决了脱硫废水中高氨氮的去除问题。其脱氨的原理，与氨氮吹脱塔和酸吸收塔类似。吹脱塔是将氨从水中吹出来，再在吸收塔中用酸将吹出来的氨吸收固定下来。只不过本实用新型的脱硫废水氨氮脱除装置脱氨是将以上两步过程在接触面积非常大的膜组件内一步完成，设备占地大大减少。另外，由于在膜组件内部实现了以酸吸收液作为脱氨的推动力，跟吹脱塔以空气吹扫作为脱氨的推动力相比，氨氮脱除效率大大增加。与传统的脱氨技术相比，本高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺具有以下优势：
1)解决了脱硫废水中的重金属、悬浮物与氨氮不能同时脱除的问题，可以同时处理废水中的重金属、悬浮物和氨氮;
2)氨氮脱除效率高，解决了常规装置中氨氮脱除效率低的问题，并且可以根据用户对出水水质和成本控制的综合考虑，采用不同的模块组合，精确设计脱除率，在用户系统工艺变更的情况下，可以通过增加或者减少模块数量，节约系统的运行成本;
3)氨脱除和氨吸收合二为一，设备占地面积大大减少;
4)常温常压下运行，能耗极低，运行成本大大降低;
5)模块化设计，移动、扩容方便;
6)脱氨膜系统提供了一个封闭的运行环境，可保证无氨气泄漏，实现清洁生产;
7)膜耐冲击负荷强，在较高的SS、Ca2+、SO42-、Mg2+环境下，不易结垢，结垢后在简单清洗下，能快速恢复废水通量。
