申请日2021.08.27
公开日期2021.12.21
IPC分类C02F103/06;C02F101/16;C02F9/10;B01D53/18;C01C1/26
摘要
本发明公开了一种餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，包括预热、解析提氨、反应、结晶脱水、尾气处理几个步骤，本发明在氨氮回收过程中使用了汽提法，汽提法充分利用饱和蒸汽热量，推动气液平衡往气相倾斜，游离氨得以大量进入到气相，脱氨效率高，运行效果稳定。无需外加药剂辅助提高脱氨效率。虽然餐厨垃圾厌氧沼液的汽提脱氨系统建设费用相对更高，但综合运行成本、氨氮回收利用、运行效果稳定等多方面优点，本方法明显比吹脱法更适合的作为生化处理的前段工艺。
权利要求
1.一种餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预热：将餐厨垃圾处理过程中产生的渗滤液废水升温到60℃；
S2、解析提氨：将升温后的废水送至解析提氨塔塔顶，与塔下部进入的上升饱和蒸汽进行逆流的传热传质；在这一过程中废水被加热到80~90℃，废水中的游离氨在升温后进入气相，随水蒸气及其他不凝汽从塔顶进入到塔顶冷凝器；塔顶冷凝器将氨蒸汽中的水蒸汽冷凝下来，提高氨蒸汽中氨气浓度；
S3、反应：反应塔高处入口配置射流装置，循环泵将反应塔内溶液打至塔高处通过冷却器和射流装置回反应塔；射流装置造成的负压将解析提氨塔塔顶冷凝器中的氨蒸汽抽往反应塔；反应塔顶通入软水，下落到填料区，与向上的氨蒸汽结合形成饱和氨水，再落至塔底；塔底通入CO2与氨水反应生成碳酸氢铵并放热；
S4、结晶脱水：反应塔内碳酸氢铵溶液达到饱和后开始析出结晶；
S5、尾气处理元 ：将反应塔塔顶逸出的氨气及其他不凝气体进行尾气处理。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步骤S2中，解析提氨塔塔顶冷凝器中形成的冷凝液进入到气液分离罐，被回流泵打回解析提氨塔；提氨后的废水流至塔底，被排出泵打至预热单元与渗滤液来水换热降温；废水加热产生的钙、镁污泥以及废水自带的悬浮物顺水流冲到塔底，沉降至塔底锥斗，定期排至污泥罐中。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于：解析提氨塔可设置两座，通过塔的废水进口和氨蒸汽出口管路阀门开关控制，将两塔设计为既可串联又可并联的形式，能满足不同工况要求。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步骤S4中，反应塔内碳酸氢铵溶液达到饱和后开始析出结晶，定期将反应塔底部混合液泵入晶浆罐；在晶浆罐内进一步间接冷却降温，增大碳酸氢铵晶体析出量；晶浆罐底部混合液自流至离心机进行固液分离，晶体颗粒送至打包机装袋可作为商品农用肥，饱和滤液去向母液罐，再泵回反应塔利用。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步骤S1中，污水泵将餐厨垃圾处理过程中产生的渗滤液废水送到预热单元，与脱氨塔出水在预热单元进行间接换热，废水温度由常温提升到60℃。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步骤S5中，反应塔塔顶逸出的氨气及其他不凝气体经风机抽吸去往氨回收塔下部，上升至填料段与塔上部喷淋下来的水结合为氨水，氨水落到塔底，泵回气液分离罐，氨回收塔顶部的残余尾气去往尾气吸收塔。
说明书
一种餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法
技术领域
本发明涉及氨氮回收技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法。
背景技术
餐厨垃圾厌氧沼液中含高浓度氨氮，主要为餐厨垃圾中蛋白质分解生成,其氨氮浓度可高达4000mg/L。同时沼液还有碳氮比低的特点，C/N比值≤3。
一般认为废水中H3-N浓度超过1600mg/L时就会对微生物起到显著抑制作用。同 时C/N比值过低，不满足生化工艺中微生物的合理营养比，通常情况需要外投大量碳源进行 补充；外投碳源成本可能占到系统运行成本的40%甚至更高。为降低沼液中氨氮含量，常规 工艺常采用吹脱方法，通过调节沼液pH值改变电离平衡，从而提高沼液中分子氨与氨离子 比值，再鼓风曝气将分子氨带离沼液送入空气。该方法存在几个弊端：1、吹脱出的氨气混在 大量空气中难以回收，为避免空气污染还须上尾气净化装置；2、药剂用量大、成本高（调节 pH）；3、吹脱法出水还需要另加药回调pH至中性；4、吹脱效果受温度影响明显，出水指标不 稳定。
为改善餐厨垃圾沼液生化法预处理效果，经济有效地降低进水氨氮浓度，科学合理地利用起氨氮资源，需要一种新型工艺解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的技术方案解决了餐厨沼液吹脱法去氨出水水质不稳定的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种餐厨垃圾处理过程中的氨氮回收方法，包括以下步骤：
S1、预热：污水泵将餐厨垃圾处理过程中产生的渗滤液废水送到预热单元，与脱氨塔出水在预热单元进行间接换热，废水温度由常温提升到60℃。
S2、解析提氨：将升温后的废水送至解析提氨塔塔顶，与塔下部进入的上升饱和蒸汽进行逆流的传热传质；在这一过程中废水被加热到80~90℃，废水中的游离氨在升温后进入气相，随水蒸气及其他不凝汽从塔顶进入到塔顶冷凝器；塔顶冷凝器将氨蒸汽中的水蒸汽冷凝下来，提高氨蒸汽中氨气浓度。
S3、反应：反应塔高处入口配置射流装置，循环泵将反应塔内溶液打至塔高处通过冷却器和射流装置回反应塔；射流装置造成的负压将解析提氨塔塔顶冷凝器中的氨蒸汽抽往反应塔；反应塔顶通入软水，下落到填料区，与向上的氨蒸汽结合形成饱和氨水，再落至塔底；塔底通入CO2与氨水反应生成碳酸氢铵并放热。
S4、结晶脱水：反应塔内碳酸氢铵溶液达到饱和后开始析出结晶，定期将反应塔底部混合液泵入晶浆罐；在晶浆罐内进一步间接冷却降温，增大碳酸氢铵晶体析出量；晶浆罐底部混合液自流至离心机进行固液分离，晶体颗粒送至打包机装袋可作为商品农用肥，饱和滤液去向母液罐，再泵回反应塔利用。
S5、尾气处理：反应塔塔顶逸出的氨气及其他不凝气体经风机抽吸去往氨回收塔下部，上升至填料段与塔上部喷淋下来的水结合为氨水，氨水落到塔底，泵回气液分离罐，氨回收塔顶部的残余尾气去往尾气吸收塔。
进一步地：步骤S2中，解析提氨塔塔顶冷凝器中形成的冷凝液进入到气液分离罐，被回流泵打回解析提氨塔；提氨后的废水流至塔底，被排出泵打至预热单元与渗滤液来水换热降温；废水加热产生的钙、镁污泥以及废水自带的悬浮物顺水流冲到塔底，沉降至塔底锥斗，定期排至污泥罐中。
进一步地：解析提氨塔设置两座，通过塔的废水进口和氨蒸汽出口管路阀门开关控制，将两塔设计为既可串联又可并联的形式，能满足不同工况要求。
本发明的有益效果为：
1、本方法可显著降低餐厨污泥厌氧发酵沼液中氨氮浓度，降低后续生化处理系统处理难度，大幅减少外加碳源和药剂的运行成本。降低了后续生化处理负荷，处理设施尺寸或规模变小，间接也降低了生化处理系统建设费用。
2、本方法使氨氮转化为碳酸氢铵产品，实现了氨氮回收利用，减少了二次排放和环境污染。
3、本方法解析提氨塔设计为既可串联又可并联的形式，能适应不同工况要求，增加运行操作弹性。在水量正常、来水水质差时可串联运行；在水量大、水质正常时可并联运行；在水量小时可单塔运行。
4、解析过程中去除了部分水中硬度（Ca2+、Mg2+），有利于缓解后续膜处理工艺膜结垢的问题。
（发明人：尹名扬; 吴小成; 罗然; 唐泊; 刘文涛; 文永静; 张庆; 谯明勇; 尹娟; 邓世杰; 黄攀; 陈宁; 赵攀; 李自国）
