申请日2016.11.17
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C02F9/04; C02F1/20; C01C1/242; B01D53/78; B01D53/58
摘要
一种高氨氮废水的氨吹脱工艺及其装置，通过将加碱pH调节后的沉淀过程与氨吹脱过程设置在一个密闭的反应装置内进行，并通过射流曝气方式进行曝气，同时充分利用生化系统的余热对高浓度氨氮废水进行升温，这样大大提高了脱氨效率;而且将系统中产生的沉淀污泥进行了回流，节约了石灰或石灰乳的使用量，最终对系统产生的氨气采用硫酸吸收，得到的硫酸铵作为铵肥回收利用，使得整个系统不仅无二次污染，而且脱氨效率高、运行成本低，从而使本技术的推广和应用更加广泛。
权利要求书
1.一种高氨氮废水的氨吹脱工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)高氨氮废水与石灰或石灰乳分别进入氨吹脱反应系统，调节废水的pH;
(2)向步骤(1)调节后的废水中鼓入空气，进行氨吹脱，得到上清液与氨气;
(3)向步骤(2)氨吹脱后得到的上清液中加入强酸进行pH回调，步骤(2)得到的氨气采用硫酸吸收。
2.如权利要求1所述的一种高氨氮废水的氨吹脱工艺，其特征在于：
所述步骤(1)的pH调节过程中进行不断的搅拌，最终pH值应调节至10～13之间;
所述步骤(3)的pH回调过程中控制pH至6.0～8.5之间。
3.用于上述高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置，其特征在于：它包括原水箱(4)、氨吹脱反应器(7)、石灰或石灰乳箱(1)、清水箱(14)、pH回调箱(19)、产水箱(22)、气体吸收器(26)、硫酸铵回收箱(27);
原水箱(4)与氨吹脱反应器(7)连接，连接管路上装有第一进水泵(5)，石灰或石灰乳箱(1)与氨吹脱反应器(7)连接，连接管路上装有第一加药泵(3)，清水箱(14)与氨吹脱反应器(7)连接，连接管路上装有第二进水泵(13)，氨吹脱反应器(7)的出水输出端与pH回调箱(20)连接，pH回调箱(20)与产水箱(22)连接，氨吹脱反应器(7)的泡沫输出端与泡沫处理装置(23)连接，氨吹脱反应器(7)的氨气输出端与气体吸收器(26)连接，气体吸收器(26)的输出端与硫酸铵回收箱(27)连接。
4.如权利要求3所述的高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置，其特征在于：所述氨吹脱反应器(7)包括反应区(8)、沉淀区(9)及泡沫区(10)，反应区(8)内部设有pH计(11)，以控制废水的pH，底部设有射流曝气器(15)，射流曝气器(15)的进气端与外部的鼓风机(16)连接，射流曝气器(15)的进水端与第一进水泵(5)的出口端连接，连接管路上装有控制阀(6)，反应区(8)的底部还设有生化系统余热热源连接端口(17);
沉淀区(9)的底部污泥输出端连接回石灰或石灰乳箱(1)，连接管路上设有排泥阀(18)与污泥回流泵(19);
泡沫区(10)的上方设有喷淋装置(12)以减少泡沫的大量产生，喷淋装置(12)的进水端与第二进水泵(13)的出口端连接，喷淋装置(12)的上方为氨气集气区。
5.如权利要求3所述的高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置，其特征在于：所述气体吸收器(26)的进口端与硫酸箱(24)连接，连接管路上装有第二加药泵(25)。
6.如权利要求3所述的高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置，其特征在于：所述石灰或石灰乳箱(1)与pH回调箱(20)中分别设有第一搅拌机(1)与第二搅拌机(21)。
说明书
一种高氨氮废水的氨吹脱工艺及其装置
技术领域
本发明属于高氨氮废水处理技术领域，特别是涉及一种高氨氮废水的氨吹脱工艺及其装置。
背景技术
由于高氨氮废水(如垃圾渗滤液、化工废水等)对环境危害极大，并难以处理，为满足公众对环境质量不断提高的要求，国家对氨氮制订了越来越严格的排放标准，开发经济、高效的脱氮技术已成为水污染工程领域的重点和热点。
近几年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。虽然许多方法都能有效去除氨氮，但真正用于高浓度氨氮废水处理的只有少数几种，在高浓度氨氮废水行业，特别是垃圾渗滤液处理行业，氨氮常高达2000mg/L以上，若直接进行生物脱氮，则处理工艺流程长，能耗高，而且反硝化过程往往需要投加大量有机碳源，运行成本高，最终出水也难以达到新的排放标准，尤其是总氮难以达到排放标准。因此，高氨氮废水一般需要采用预处理方法进行脱氨。
目前，常用的预处理方法有化学沉淀法(MAP)、折点加氯法以及氨吹脱等。
化学沉淀法(MAP沉淀法)去除效率较好，且不受温度限制，操作简单，形成含磷酸铵镁的沉淀污泥可用作复合肥料，实现废物利用，从而抵消一部分成本;如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合，可节约药剂费用，利于大规模应用，但化学沉淀法由于受磷酸铵镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投入药剂量，则去除效果不明显，且投入成本大大增加，产生的污泥较多，处理成本高，且投加药剂时引入的氯离子和余磷易造成二次污染，在高浓度氨氮废水行业很少采用。
折点加氯法的脱氨效率高，去除率可达到99%以上，效果稳定，投资设备少，反应速度快、彻底。但折点氯化法的加药量大，处理成本高，且副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染，一般适用低氨氮浓度(<50mg/L)的废水，多用于氨氮废水的深度处理。
氨吹脱法去除氨氮效果较好，操作简便，易于控制，适合用于高氨氮废水的脱氨处理，是目前最常用的高氨氮废水预处理技术。但传统的氨吹脱法首先是向高氨氮废水中加入石灰或石灰乳，调节废水的pH至强碱性环境，使其发生沉淀反应，然后将沉淀后的上清液进行氨吹脱，这种方式存在的问题是在加碱调节pH进行沉淀的过程中，同时会产生大量的氨气，这会带来严重的二次污染问题，而且吹脱塔内经常结垢，低温时氨氮去除效率低，使得传统的氨吹脱技术的使用具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是针对上述传统的氨吹脱技术中二次污染问题严重，脱氨效率低，以及吹脱塔内经常结垢的技术问题，提供一种高氨氮废水的氨吹脱工艺及其装置，大幅度提高脱氨效率，避免了二次污染，降低了运行成本。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计一种高氨氮废水的氨吹脱工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
第一步，高氨氮废水与石灰或石灰乳分别进入氨吹脱反应系统，调节废水的pH;
第二步，向第一步调节后的废水中鼓入空气，进行氨吹脱，得到上清液与氨气;
第三步，向第二步氨吹脱后得到的上清液中加入强酸进行pH回调，步骤(2)得到的氨气采用硫酸吸收。
进一步，所述第一步的pH调节过程中进行不断的搅拌，最终pH应调节至10-13之间;
所述第二步是通过鼓风机向氨吹脱反应系统的底部鼓入空气，并采用射流曝气的方式进行曝气，控制系统中的气水比为1000～5000，然后利用生化系统的余热对系统进行加热，此时系统中不断产生氨气与大量的白色泡沫，氨气上升至集气区排出至氨气吸收装置中，泡沫上升至泡沫区，通过反应器的上部的清水喷淋装置以一定的速度向下喷淋清水，以减少泡沫的产生，通过反应器上方的溢流装置将泡沫溢流出系统进行后处理;同时系统中产生大量的颗粒物，颗粒物沉淀至反应器底部的沉淀区，部分沉淀通过污泥回流泵回流至石灰或石灰乳箱进行循环利用，剩余污泥通过排泥阀排出系统;系统最后产生的上清液进入pH回调箱。
所述第三步的pH值回调过程中需控制pH至6.0-8.5之间;同时，第三步采用硫酸吸收得到的硫酸铵作为铵肥回收利用。
用于上述高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置，其特征在于：它包括原水箱、氨吹脱反应器、石灰或石灰乳箱、清水箱、pH回调箱、产水箱、气体吸收器、硫酸铵回收箱;
原水箱与氨吹脱反应器连接，连接管路上装有第一进水泵;石灰或石灰乳箱与氨吹脱反应器连接，连接管路上装有第一加药泵;清水箱与氨吹脱反应器连接，连接管路上装有第二进水泵;氨吹脱反应器的出水输出端与pH回调箱连接，pH回调箱与产水箱连接;氨吹脱反应器的泡沫输出端与泡沫处理装置连接;氨吹脱反应器的氨气输出端与气体吸收器连接，气体吸收器的输出端与硫酸铵回收箱连接。
进一步，所述氨吹脱反应器由反应区、沉淀区及泡沫区三部分组成。反应区内部设有pH计，以控制废水的pH，底部设有射流曝气器，射流曝气器的进气端与外部的鼓风机连接，射流曝气器的进水端与第一进水泵的出口端连接，连接管路上装有控制阀;反应区的底部还设有生化系统余热热源连接端口。沉淀区的底部污泥输出端连接回石灰或石灰乳箱，连接管路上设有排泥阀与污泥回流泵。泡沫区的上方设有喷淋装置，以减少泡沫的大量产生，喷淋装置的进水端与第二进水泵的出口端连接;喷淋装置的上方为氨气集气区。
进一步，所述气体吸收器的进口端与硫酸箱连接，连接管路上装有第二加药泵。
进一步，所述石灰或石灰乳箱与pH回调箱中分别设有第一搅拌机与第二搅拌机。
有益效果
本发明通过将加碱pH调节后的沉淀过程与氨吹脱过程设置在一个密闭的反应装置内进行，并通过射流曝气方式进行曝气，同时充分利用生化系统的余热对高浓度氨氮废水进行升温，这样大大提高了脱氨效率;而且将系统中产生的沉淀污泥进行了回流，节约了石灰或石灰乳的使用量，最终对系统产生的氨气采用硫酸吸收，得到的硫酸铵作为铵肥回收利用，使得整个系统不仅无二次污染，而且脱氨效率高、运行成本低，从而使本技术的推广和应用更加广泛。