[发明专利]高浓度含氨氮废水脱氨处理方法及设备

说明书

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SO₄^2-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SO₄^2-离子并且减小了SO₄^2-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)。