申请日2018.10.09
公开(公告)日2019.01.15
IPC分类号C02F9/14; B01D53/22; B01D53/18; B01D53/14; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法。该资源化处理方法包括氨氮富集、双极膜制酸碱、双极膜制氨水、吹脱、膜吸收、吹脱、吸收等步骤。本发明能够将废水中氨氮转化为价值高的浓氨水，还能将钠盐转化为酸和碱，酸碱回用于生产中，实现了废水的资源化，降低了成本，且不会造成二次污染。
权利要求书
1.一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氨氮富集：将废水用液碱调节pH至9-12，通过富集工艺得到铵盐溶液，即酸吸收液1，脱氨后的废水为处理液1;
(2)双极膜制酸碱：所述处理液1用酸调节pH为中性后，通过双极膜电渗析处理，得到3-7wt%的稀酸、4-9wt%的稀碱和处理残液1;
(3)双极膜制氨水：所述酸吸收液1用氨水调节pH至7-9后，通过双极膜电渗析处理，得到3-7wt%的稀酸、3-5wt%的氨水和处理残液2，处理残液2进入生化处理;
(4)吹脱：将步骤(3)的氨水加热至50-100℃，通入一定量的空气，控制气液比为60:1-500:1，得到吹脱残液3和氨气浓度为10-200mg/L的空气混合气1，吹脱残液3用于补充步骤(3)中氨水侧水量;
(5)膜吸收：空气混合气1通入脱气膜管程中，壳程用水吸收，得到浓度为5-10wt%的氨水，即吸收液2，尾气通入酸吸收液1;
(6)吹脱：将吸收液2加热至50-100℃，通入一定量的空气，控制气液比为20:1-200:1，得到吹脱残液4和氨气浓度为200-1000mg/L的空气混合气2，吹脱残液4作为上一步中的吸收液吸收空气混合气1;
(7)吸收：空气混合气2通入脱气膜管程中，壳程用水吸收，得到浓度为15%-20%的氨水，即吸收液3，用于工业生产中，尾气通入酸吸收液1。
2.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(2)的稀碱回用于步骤(1)中用于调节氨氮废水的pH值，稀酸用于处理液1的pH调节，其余回用于工艺生产中，处理残液1进行生化处理。
3.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中氨氮废水调节pH至10-11。
4.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中富集工艺为脱氨吸收塔法或膜脱气吸收法。
5.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述液碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中双极膜电渗析采用双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜三种膜。
7.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中氨水加热至60-80℃。
8.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中控制气液比为60-200:1。
9.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(5)和步骤(7)中脱气膜为疏水性微孔膜，其材料为高分子非极性材料，包括聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。
10.根据权利要求1所述的一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(5)和步骤(7)中空气混合气与吸收液流动方向相反，空气混合气自上而下通过膜组件。
说明书
一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别是涉及一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法。
背景技术
作为常见的水体和大气污染，氨氮污染对人类健康和生态污染都会产生极大的危害，氨氮是水体中的主要耗氧污染物之一，直接排入水体，容易引起水体的污染。我国氨氮废水量大面广，主要来自石油化工、冶金、制药、化肥等工业废水，以及人和动物的排泄物、生活污水、垃圾处理厂的次级出水等。
目前处理氨氮废水的主要技术有：生物脱氮、吹脱、汽提、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法、电渗析法、液膜法及脱气膜法。
生物脱氮法是城市污水与工业废水最常用的方法，主要利用微生物在厌氧、缺氧、好氧等生化处理作用下，使水中氨氮物质转化为无毒无害的氮气，从而达到去除氨氮污染的目的，但是生物脱氮法对废水水质要求较高，不适合低有机物、高浓度、高盐分、难降解的工业废水的脱氮。
氧化法一般只适用于低浓度、水量小的氨氮废水处理，且氧化剂成本较高，设备投资大。
吹脱法应用于高浓度氨氮废水处理，但在实际操作时存在处理效率低，高气水比吹脱造成处理成本高，容易造成二次污染。
汽提法主要用于高浓度氨氮废水的处理，处理效率高，但对设备要求高，处理成本高，投资大。
CN106746110A公开了一种采用脱氨塔和蒸发结晶的方法实现废水零排放和资源化，经该方法处理后，得到铵盐溶液和钠盐，其中铵盐溶液需要再进行蒸发结晶处理得到铵盐才能外售，且铵盐价值低应用范围窄，钠盐往往只能作为固废处理。
综上，本发明针对上述现有处理方法的缺陷及市场需求，开发出一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，本发明不仅能够将废水中氨氮转化为价值高的浓氨水，还能将钠盐转化为酸和碱，酸碱回用于生产中，实现了废水的资源化，降低了成本，又不会造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法。本发明采用双极膜和脱气膜相结合的工艺，不仅能够实现废水的清洁治理，还能将废水中的氨氮制成氨水用于生产，并且能够将无机盐转化为酸碱，用于废水处理及工业生产，实现了废水的资源化，具有重要的意义。
为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：
一种高盐高氨氮废水的资源化处理方法，包括以下步骤：
(1)氨氮富集：将氨氮废水调节pH至9-12，通过富集工艺得到铵盐溶液，即酸吸收液1，脱氨后的废水为处理液1;
(2)双极膜制酸碱：所述处理液1用酸调节pH为中性后，通过双极膜电渗析处理，得到3-7wt%的稀酸、4-9wt%的稀碱和处理残液1;
(3)双极膜制氨水：所述酸吸收液1用氨水调节pH至7-9后，通过双极膜电渗析处理，得到3-7wt%的稀酸、3-5wt%的氨水和处理残液2，处理残液2进入生化处理;
(4)吹脱：将上述3-5wt%的氨水加热至50-100℃，通入一定量的空气，控制气液比为60:1-500:1，得到吹脱残液3和氨气浓度为10-200mg/L的空气混合气1，吹脱残液3用于补充步骤(3)中氨水侧水量;
(5)膜吸收：空气混合气1通入脱气膜管程中，壳程用水吸收，得到浓度为5-10wt%的氨水，即吸收液2，尾气通入酸吸收液1;
(6)吹脱：将吸收液2加热至50-100℃，通入一定量的空气，控制气液比为20:1-200:1，得到吹脱残液4和氨气浓度为200-1000mg/L的空气混合气2，吹脱残液4作为上一步中的吸收液吸收空气混合气1;
(7)吸收：空气混合气2通入脱气膜管程中，壳程用水吸收，得到浓度为15%-20%的氨水，即吸收液3，用于工业生产中，尾气通入酸吸收液1。
进一步地，所述处理方法中，稀碱回用于步骤(1)中用于调节氨氮废水的pH值，稀酸用于处理液1的pH调节，其余回用于工艺生产中，处理残液1进行生化处理。
优选的，所述步骤(1)中氨氮废水调节pH至10-11。
优选的，所述步骤(1)中富集工艺为脱氨吸收塔法或膜脱气吸收法。
优选的，所述步骤(1)中采用液碱调节氨氮废水的pH值，更优选的，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾。
优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中双极膜电渗析采用双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜三种膜。
优选的，所述步骤(4)中氨水加热至60-80℃。
优选的，所述步骤(4)中控制气液比为60-200:1。
优选的，步骤(5)和步骤(7)中脱气膜为疏水性微孔膜，其材料为高分子非极性材料，包括聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。
优选的，步骤(5)和步骤(7)中空气混合气与吸收液流动方向相反，空气混合气自上而下通过膜组件。
本发明具有以下技术特点：
1)本发明将废水中的氨氮转化为价值高的浓氨水，提高了回收产品的附加值，应用范围更加广泛。
2)本发明同时将钠盐转化为酸和碱，酸碱回用于生产中，实现了废水的资源化，降低了成本，节约了能源，且不会造成二次污染。
