[实用新型]一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统，适用于含有氨氮的废水的资源化处理。

背景技术

传统的处理氨氮废水主要有以下几种方法：

1、吹脱法

在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与温度、pH、气液比有关。

空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而从废水中去除。氨氮通常以铵离子（NH₄⁺）和游离氨（NH₃）两种状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮的去除率可达60～95%。

吹脱法除氨氮的工艺流程简单，处理效果稳定。该法处理氨氮时，需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水，但吹脱效率的影响因子多，不容易控制，特别是温度影响比较大，水温低时吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用，尤其在北方寒冷季节效率会大大降低。如果吹脱装置没有考虑到经济性，吹脱出来的氨气随空气进入大气，直接排放到大气中，会造成二次污染。

2、沸石脱氨法

利用沸石中的阳离子与废水中的NH₄⁺进行交换以达到脱氮的目的。由于天然沸石的价格低于人工合成的离子交换树脂，并且对NH₄⁺具有较强的选择吸附能力，工程上常用的选择性离子交换法主要是利用沸石的强选择性。将NH₄⁺截留于沸石表面，从而去除废水中的氨氮。当沸石交换容量饱和后，沸石需要再生。该法一般只适用于低浓度氨氮废水，对于高浓度的氨氮废水，会因再生频繁而造成操作困难。因此，用选择性离子交换法处理高氨氮废水时需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。强化方面，利用沸石对NH₄⁺的强选择性和微生物对铵沸石的再生作用来实现系统持续稳定的脱氮。针对高氨氮废水的研究相对较少。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。

3、折点氯化

投加过量氯或次氯酸钠，使废水中的氨完全氧化为N₂的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：

NH₄⁺+1.5HOCl^-→0.5N₂+1.5H₂O+2.5H⁺+1.5Cl^-

由反应式可知，到达折点的理论需氯（C1₂）量为7.6kg/kg（NH₃-N），而实际需氯量在8～10kg/kg（NH₃-N）。在pH=6～7时进行反应，则投药量可最小。接触时间一般为0.5～2h。严格控制pH值和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺（如NCl₃）和氯代有机物。

折点氯化法对氨氮的去除率达90～100%，处理效果稳定，不受水温影响，基建费用也不高，但其运行费用高，而且残余氯及氯代有机物须进行后处理。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但产生的余氯会对鱼类有影响，必须附设除余氯设施。

4、化学沉淀法

化学沉淀法是根据废水中污染物的性质，必要时投加某种化工原料，在一定的工艺条件下（温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等）进行化学反应，使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物，或者生成不溶于水的气体产物，从而使废水净化，或者达到一定的去除率。化学沉淀法处理NH₃-N是始于20世纪60年代，在90年代兴起的一种新的处理方法，其主要原理是NH₄⁺、Mg²⁺、PO₄^3-在碱性水溶液中生成沉淀。