申请日2009.06.03
公开(公告)日2010.03.10
IPC分类号C02F9/04; C02F1/66; C02F1/52; C01C1/02; C02F1/20; C02F103/16; C02F1/56
摘要
一种高浓度含氨氮废水脱氨处理方法及设备，涉及工业废水处理，采用预处理、三级氨吹脱和氨气回收等步骤，在二级氨吹脱和三级氨吹脱前，向废水中加入石灰乳调pH值，本发明装置主要由吹脱塔和吸收塔构成。本发明采用采用三级氨吹脱吸收工艺，氨去除率达到98%以上，提高了去除氨氮的效率和稳定性，为企业降低了运行成本，并且防止了二次污染，保护了周边环境。
权利要求书
1、一种高浓度含氨氮废水脱氨处理方法，其特征在于：由以下 步骤实现：
(1)废水进入调节池，进行水质、水量均衡;
(2)废水进入沉淀设备，进行沉淀进行分离;
(3)废水提升至絮凝沉淀池加入絮凝剂进行絮凝沉淀，絮凝剂 与废水混合时间为3分钟，反应时间为30分钟;
(4)沉淀后的废水再提升至一级吹脱塔，在一级吹脱塔中废水 呈喷淋状由上向下运动，并采用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱;
(5)二级氨吹脱，先用石灰乳将废水调PH值至11，经混合、反 应、化学沉淀，经沉淀分离后废水再次提升至吹脱塔，在吹脱塔中采 用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱;
(6)三级氨吹脱，先用石灰乳将废水调PH值至11，经混合、反 应、化学沉淀，经沉淀分离后废水再次经提升泵提升至吹脱塔，在吹 脱塔中采用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱;
(7)经三次吹脱分离出来的氨气经氨气吸收塔，用清水淋洗回 收氨水。
2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：絮凝剂采用 PAM。
3、根据权利要求1或是所述的处理方法，其特征在于：絮凝剂 PAM的配比为0.4%。
4、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：石灰乳是由 CaO加水混合配制而成，CaO与水的重量比为3∶10。
5、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：吸收氨水的 步骤是，清水先进入三级氨吸收塔来吸收氨气，所产生的低浓度的氨 水经提升泵提升至二级氨吸收塔，最后提升至一级氨吸收塔来吸收吹 脱出来的氨气。
6、高浓度含氨氮废水脱氨处理装置，其特征在于：氨吹脱吸收 塔由吹脱塔、吸收塔、废水喷淋器、废水填料层、曝气管、排水箱、 排气管、清水喷淋器、清水填料层和回收管构成，其中吹脱塔内装有 废水喷淋器、废水填料层和曝气管，废水填料层在吹脱塔中部，废水 喷淋器在废水填料层上方，曝气管在废水填料层下方，排水箱在吹脱 塔底部，吹脱塔顶部连有排气管，吸收塔内腔的上部装有清水喷淋器， 中间处有清水填料层，排气管另一端连接吸收塔，位置在吸收塔的清 水填料层下方，回收管连接在吸收塔底部。
7、根据权利要求6所述的处理装置，其特征在于：废水填料层 和清水填料层采用SHOMAC30-2型耐碱钢共轭环散堆填料。
8、根据权利要求6或7所述的处理装置，其特征在于：废水填 料层和清水填料层采用SHOMAC30-2型耐碱钢共轭环散堆填料外径 25mm，高25mm，厚0.7mm。
说明书
高浓度含氨氮废水脱氨处理方法及设备
技术领域
本发明涉及工业废水处理方法，具体涉及的是有色金属冶炼行业 中一种高浓度含氨氮废水脱氨处理方法，本发明还涉及含氨氮废水脱 氨处理设备。
背景技术
高浓度含氨废水直接排到水体不仅污染水质，污染环境，还会对 周围人群和生物产生毒害作用。例如，当饮用水中氨氮超标时，氨氮 受微生物的作用分解成亚硝酸盐氮，亚硝酸盐氮与蛋白质结合成亚硝 胺，是一种致癌物质，长期饮用此水对身体极为不利;或当水中氨氮 浓度增高时，便会引起水体的富营养化，造成水中澡类物质大量繁殖， 死亡后被微生物分解消耗大量氧气，形成水体严重缺氧，从而导致水 生动物的大量死亡。对于有色金属冶炼行业，某些生产工艺中产生的 高浓度氨氮废水如果直接与其他生产工艺产生的含有高浓度重金属 离子的废水混合，氨将和重金属离子生成稳定的金属氨络合离子，影 响氨及Cd、Co、Cu、Ni、Zn等金属离子的去除，所以在与含重金 属废水混合前，必须将高浓度含氨氮废水进行单独脱氨处理。目前对 氨氮废水处理的方法很多，如离子交换法、电化学法、硝化反硝化法、 吸附法、蒸馏法等。氨氮吹脱法具有投资费用小，运行费用低，流程 简单、处理效果稳定、管理维护简便等优点，但是在冶炼行业中为了 降低氨和重金属去除的难度，使废水经过处理后，达到企业回用标准 进行回用，对高浓度含氨氮废水脱氨处理的去除率要求较高，对于废 水为有色金属冶炼行业中高浓度含氨氮废水，废水中主要成份有氨、 氨根离子、硫酸根离子及钠离子，氨氮浓度达到2.5g/L以上，常规的 吹脱法的氨吹脱效率难以达到要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高浓度含氨氮废水脱氨处 理方法。
本发明同时提供了一种含氨氮废水脱氨处理设备。
本发明解决技术问题的思路是：在含氨废水中，游离氨(NH3) 与铵离子(NH4+)保持着平衡的状态，其化学反应式如下：
NH3在水中的百分数主要受PH值的影响，当PH值大于11时， 水中的氨氮主要上以NH3的形式存在，可以通过吹脱法将NH3吹脱 出来以达到去除废水中氨的目的。但是在吹脱过程中，随着废水中氨 氮浓度的降低，废水的PH值也逐渐下降，氨氮的吹脱效率也随之降 低，部分氨氮以NH4+的形式存在于废水中无法被吹脱出来。因此本 发明采用三级氨氮吹脱法，在二、三级吹脱前采用石灰乳碱化废水， 控制PH值大于11，使水中的氨氮基本上以NH3的形式存在，同时 废水中的SO42-离子与石灰乳中Ca2+离子反应生成CaSO4沉淀，去除 了废水中大部分SO42-离子并且减小了SO42-离子盐效应对氨氮吹脱的 影响，提高氨吹脱效率。石灰乳碱化废水过程所产生的CaSO4沉渣， 可用来回收石膏。
另外由菲克定律可知，较高的反应温度，一方面有利于增大液氨 在水中的扩散系数，另一方面可降低氨在水中的溶解度，从而提高氨 的液膜传质推动力。二者共同作用的结果使氨的液相传质速率得到提 高。因此本发明采用蒸汽吹脱以提高反应温度，从而提高氨吹脱效率。 本发明方法由以下步骤实现：
1、废水首先进入调节池，进行水质、水量均衡。
2、废水进入沉淀设备。由于混合废水悬浮物含量较高，首先采 用普通沉淀进行分离，可节省下一步絮凝沉淀絮凝剂的用量。沉淀表 面负荷1m3/(m2h)。
3、废水经提升泵提升至絮凝沉淀池加入絮凝剂进行絮凝沉淀， 以去除大部分的悬浮物、有机胶体等。絮凝剂与废水混合时间为3分 钟，反应时间为30分钟，絮凝沉淀表面负荷1m3/(m2h)。
4、沉淀后的废水再经提升泵提升至一级吹脱塔，在一级吹脱塔 中废水呈喷淋状由上向下运动，并采用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱。
5、二级氨吹脱，先用石灰乳将废水调PH值至11，经混合、反应、 化学沉淀，经沉淀分离后废水再次经提升泵提升至吹脱塔，在吹脱塔 中采用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱，气液比2900-3600，水力负荷 6m3/(m2h)。
6、三级氨吹脱，先用石灰乳将废水调PH值至11，经混合、反应、 化学沉淀，经沉淀分离后废水再次经提升泵提升至吹脱塔，在吹脱塔 中采用压力0.3-0.6MPa的蒸汽吹脱，气液比2900-3600，水力负荷 6m3/(m2h)。
7、经三次吹脱分离出来的氨气经氨气吸收塔，用清水淋洗回收 氨水。由于在三级吹脱中，一级吹脱出来的氨气浓度最高，二、三级 吹脱出来的氨气浓度逐渐降低，因此本发明采用逆流吸收的方式来吸 收氨水，即清水先进入三级氨吸收塔来吸收氨气，所产生的低浓度的 氨水经提升泵提升至二级氨吸收塔，最后提升至一级氨吸收塔来吸收 吹脱出来的氨气。
其中絮凝剂采用PAM，絮凝剂PAM的配比为0.4%;用量为每 吨水4-5g。
石灰乳是由CaO加水混合配制而成，CaO与水的重量比为3∶ 10。
本发明装置的氨吹脱吸收塔由吹脱塔、吸收塔、废水喷淋器、废 水填料层、曝气管、排水箱、排气管、清水喷淋器、清水填料层和回 收管构成，其中吹脱塔内装有废水喷淋器、废水填料层和曝气管，废 水填料层在吹脱塔中部，废水喷淋器在废水填料层上方，曝气管在废 水填料层下方，排水箱在吹脱塔底部，吹脱塔顶部连有排气管，吸收 塔内腔的上部装有清水喷淋器，中间处有清水填料层，排气管另一端 连接吸收塔，位置在吸收塔的清水填料层下方，回收管连接在吸收塔 底部。工作时，废水通过废水喷淋器在吹脱塔内向下喷淋，蒸汽经曝 气管在吹脱塔内向上吹脱，废水与蒸汽在废水填料层处汇合，将废水 中的氨气分离出来，脱氨后的废水进入排水箱排出，氨气经过排气管 进入吸收塔，清水通过清水喷淋器在吸收塔内向下喷淋，与氨气在清 水填料层处汇合，清水吸收氨气生成氨水，通过回收管回收。
其中，废水填料层和清水填料层采用SHOMAC30-2型耐碱钢共 轭环散堆填料，其特点是耐碱腐蚀性强、壁薄、孔隙率大、通量大、 阻力小、耐热、效率高。
废水填料层和清水填料层采用SHOMAC30-2型耐碱钢共轭环散 堆填料外径25mm，高25mm，厚0.7mm。
废水经脱氨处理后，出水中氨氮浓度要求达到50mg/L以下，即 氨氮去除率达到98%以上。
本发明采用采用三级氨吹脱、吸收工艺，氨去除率达到98%以上， 提高了去除氨氮的效率和稳定性。对废水中氨及废水处理过程中产生 的副产品CaSO4进行回收利用，为企业降低了运行成本，并且防止了 二次污染，保护了周边环境。
