申请日2016.06.14
公开(公告)日2016.08.31
IPC分类号C02F9/04; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种处理氨氮废水的集成工艺及装置，属于水处理技术领域。包括如下步骤：将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理;第将得到的废水的pH调节为11～13之间，送入填有第一吸附剂的吸附塔中进行吸附;将得到的废水的pH调节为5～6之间，送入填有第二吸附剂的吸附塔中进行吸附;对得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，得到处理后的滤液。本发明提供的处理氨氮废水的工艺，具有处理效果好，工艺简单的优点。
权利要求书
1.一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，包括如下步骤：第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理;第2步，将第1步得到的废水的pH调节为11～13之间，送入填有第一吸附剂的吸附塔中进行吸附;第3步，将第2步得到的废水的pH调节为5～6之间，送入填有第二吸附剂的吸附塔中进行吸附;第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，得到处理后的滤液。
2.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
3.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，第1步中所述的氨氮废水的水质情况是：pH8.5～10，电导5～ 50mS/cm，CODcr 200～400mg/L，Na+1500～6000 mg/L，NO3-5000～7000mg/L， NH4- 500～10000mg/L。
4.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，第1步中臭氧的加入量是500mg/L。
5.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，第2步中第一吸附剂是活性炭。
6.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，第3步中第二吸附剂是大孔吸附树脂。
7.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，第4步中反渗透压力是2.0～3.5Mpa，反渗透温度是25～30，采用的是聚酰胺反渗透膜。
8.根据权利要求1所述的高效地处理工业氨氮废水的工艺，其特征在于，大孔吸附树脂的制备方法如下：第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
9.一种处理氨氮废水的集成装置，包括有依次连接的预过滤器、臭氧处理装置、填充有第一吸附剂的吸附塔、填充有第二吸附剂的吸附塔、反渗透膜。
说明书
一种处理氨氮废水的集成工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种处理氨氮废水的集成工艺及装置，属于水处理技术领域。
背景技术
石化行业的催化剂生产过程中多处使用铵盐和氨水，因此，排放 的催化剂废水中含有大量氨氮，废水中的氨氮主要以铵离子(NH4+) 存在，是导致水体富营养化和环境污染的重要物质，易引起水中藻类 及其他微生物大量繁殖，严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死 亡，甚至会导致湖泊的干涸;氨氮还会使给水消毒和工业循环水杀菌 处理过程中增大用氯量;此外，氨氮对某些金属(铜)具有腐蚀性， 污水回用时，再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的 繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。
然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
CN104445725A公开一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置包括氨氮吹脱区、集气区、洗涤除尘区、除雾器、活性炭吸附层和排气扇;氨氮吹脱区设有沉淀物排放阀、空气进气管、布气管、废水进水管、布水器、三相分离器和出水管，废水进水管连接碱液添加和计量装置;集气区设有气液分离器、集气罩、集气管和吹脱气气泵，集气管和吹脱气气泵连接硫酸吸收池;废气洗涤除尘区设有处理水喷淋装置、废气进气管、废气布气管和处理水循环泵;一体化装置中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，采用立式竖直放置，最上部的圆锥形罐体处安装有排气扇。CN103449584A公开一种氨氮废水处理方法，涉及废水处理技术领域，利用鸟粪石法处理氨氮废水，所述方法是将废弃物Ⅰ和废弃物Ⅱ加入氨氮废水中混合，其中Ⅰ为含镁离子化合物的废弃物;Ⅱ为含磷酸根离子化合物的废弃物。CN103183393A公开一种利用真空脱气膜技术处理氨氮废水的工艺，其特征是包括以下步骤：1)被排放的含氨氮等杂质的废水，进入氨氮废水池，通过前期处理，除去大部分的悬浮物;2)然后进入循环水池，在循环水池中加入烧碱溶液和蒸汽;3)在循环泵作用下，废水经过滤器，进入真空脱气膜装置中的膜的一侧，在真空脱气膜装置内，废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧;4)在真空系统的作用下被抽出。经过若干次循环后，废水中的游离氨不断被脱除。
但是上述的方法存在着工艺复杂，处理效果不高的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，需要具有成本低、处理效果好的优点。
技术方案是：
一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，包括如下步骤：
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为11～13之间，送入填有第一吸附剂的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为5～6之间，送入填有第二吸附剂的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，得到处理后的滤液。
在一个实施例中，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
在一个实施例中，第1步中所述的氨氮废水的水质情况是：pH8.5～10，电导5～50mS/cm，CODcr 200～400mg/L，Na+1500～6000 mg/L，NO3-5000～7000mg/L， NH4- 500～10000mg/L。
在一个实施例中，第1步中臭氧的加入量是500mg/L。
在一个实施例中，第2步中第一吸附剂是活性炭。
在一个实施例中，第3步中第二吸附剂是大孔吸附树脂。
在一个实施例中，第4步中反渗透压力是2.0～3.5Mpa，反渗透温度是25～30，采用的是聚酰胺反渗透膜。
在一个实施例中，大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
一种处理氨氮废水的集成装置，包括有依次连接的预过滤器、臭氧处理装置、填充有第一吸附剂的吸附塔、填充有第二吸附剂的吸附塔、反渗透膜。
有益效果
本发明提供的处理氨氮废水的工艺，具有处理效果好，工艺简单的优点。
具体实施方式
实施例1
一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，包括如下步骤：
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，所述的氨氮废水的水质情况是组分中包括有：pH9，电导30mS/cm，CODcr 300mg/L，Na+4330 mg/L，NO3-6500mg/L， NH4- 1285mg/L，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理，臭氧的加入量是500mg/L;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为11，送入填有活性炭的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为5，送入填有大孔吸附树脂的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，反渗透压力是2.0Mpa，反渗透温度是25℃，采用的是聚酰胺反渗透膜，得到处理后的滤液，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
实施例2
一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，包括如下步骤：
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，所述的氨氮废水的水质情况是组分中包括有：pH9，电导30mS/cm，CODcr 300mg/L，Na+4330 mg/L，NO3-6500mg/L， NH4- 1285mg/L，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理，臭氧的加入量是500mg/L;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为13，送入填有活性炭的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为6，送入填有大孔吸附树脂的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，反渗透压力是3.5Mpa，反渗透温度是30℃，采用的是聚酰胺反渗透膜，得到处理后的滤液，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
实施例3
一种高效地处理工业氨氮废水的工艺，包括如下步骤：
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，所述的氨氮废水的水质情况是组分中包括有：pH9，电导30mS/cm，CODcr 300mg/L，Na+4330 mg/L，NO3-6500mg/L， NH4- 1285mg/L，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理，臭氧的加入量是500mg/L;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为12之间，送入填有活性炭的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为5.5之间，送入填有大孔吸附树脂的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，反渗透压力是3.0Mpa，反渗透温度是27℃，采用的是聚酰胺反渗透膜，得到处理后的滤液，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
对照例1
与实施例3的区别在于：第一吸附剂和第二吸附剂的使用顺序相反。
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，所述的氨氮废水的水质情况是组分中包括有：pH9，电导30mS/cm，CODcr 300mg/L，Na+4330 mg/L，NO3-6500mg/L， NH4- 1285mg/L，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理，臭氧的加入量是500mg/L;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为5.5之间，送入填有大孔吸附树脂的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为12之间，送入填有活性炭的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，反渗透压力是3.0Mpa，反渗透温度是27℃，采用的是聚酰胺反渗透膜，得到处理后的滤液，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)3g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
对照例2
与实施例3的区别在于：大孔吸附树脂的制备方法中未加入N-丁氧基甲基丙烯酰胺(NBMA)单体。
第1步，将氨氮废水送入预过滤器中进行过滤，所述的氨氮废水的水质情况是组分中包括有：pH9，电导30mS/cm，CODcr 300mg/L，Na+4330 mg/L，NO3-6500mg/L， NH4- 1285mg/L，去除悬浮物，再对得到的废水进行臭氧氧化处理，臭氧的加入量是500mg/L;
第2步，将第1步得到的废水的pH调节为12之间，送入填有活性炭的吸附塔中进行吸附;
第3步，将第2步得到的废水的pH调节为5.5之间，送入填有大孔吸附树脂的吸附塔中进行吸附;
第4步，对3步得到的废水送入反渗透膜中进行过滤，反渗透压力是3.0Mpa，反渗透温度是27℃，采用的是聚酰胺反渗透膜，得到处理后的滤液，反渗透的浓缩液送入第1步中的臭氧工序处理。
大孔吸附树脂的制备方法如下：
第1步，取10g氯乙酰化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球载体(PS-acyl-Cl)，加入60ml四氢呋喃溶胀12 h，再加入40ml甲醇，然后按照重量比(PS-acyl-Cl)：乙二胺(EDA)：碳酸氢钠为1：8：0.7，依次加入乙二胺和碳酸氢钠，在于80℃下搅拌反应24h，反应结束后，将产物倒入砂芯漏斗中，用蒸馏水洗至中性，甲醇洗滤3遍真空干燥至恒重，得到交联EDA微球载体;
第2步，称60g取交联EDA微球载体，置于三颈烧瓶中，加入二甲基甲酰胺溶胀12 h后，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)16g、丙烯酸双环戊烯基酯(DCPA)、K2CO3 5g、四丁基溴化铵(TBAB) 12g，搅拌下于一定温度的油浴中回流反应，反应结束后将反应产物转移至沙芯漏斗中，用5wt%的HC1清洗4遍后用蒸馏水滤洗至中性，最后用甲醇洗滤后抽干，真空干燥至恒重，得到大孔树脂吸附剂。
以下通过反渗透膜的NH4+截留率、出水电导率、出水COD、反渗透膜通量运行10小时内的平均通量来对工艺进行表征。
