[发明专利]一种高浓度氨氮废水处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理装置及水处理方法，特别是涉及一种高浓度氨氮废水处理装置及方法。

背景技术

目前，高浓度氨氮废水处理技术方法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。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。

国内有关专家对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于125℃，气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。

采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882mg/L）进行了处理试验。最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40min，气水比为l000：1。试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，氨氮的去除率增加了17～16.4%，在90%以上，吹脱后氨氮在100mg/L以内。

为了以较低的代价将pH调节至碱性，需要向废水中投加一定量的氢氧化钙，但容易生水垢。同时，为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染，需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。

在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液（2240mg/L）时发现在pH＝11.5，反应时间为24h，仅以120r/min的速度梯度进行机械搅拌，氨氮去除率便可达95%。而在pH＝12时通过曝气脱氨氮，在第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85%。据此认为，吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。

化学吹脱法脱氮技术除具有高效污水处理性能外，还具有明显的节能效果，运行成本低于传统蒸氨法，出水指标优于传统蒸氨法。

工艺流程：废水通过进料泵送入脱氮塔顶部。在输送过程中配加脱氮剂和碱液。再从脱氮塔底部鼓入空气。空气自下而上通过塔体，同塔顶进入的废水逆流接触。塔底出水排入脱氮出水池。塔顶排放气含有少量气态氨，经洗氨塔截回准备槽，循环处理。部分出水经冷却后可用于洗氨。

化学吹脱法脱氮装置还可广泛用于化肥、煤气、垃圾渗滤液、造纸、稀土、电子、冶金等含有高浓度氨氮的污水处理领域。

CMBR是化学吹脱法脱氨氮和膜生物反应器相结合的工业污水处理的新工艺。C表化学吹脱法脱氮，MBR代表膜生物反应器。该法首先应用于焦化领域，取得良好效果。

CMBR工艺能直接处理高浓度氨氮废水，氨氮浓度可高达5000mg/L。出水可达国家一级排放标准没有二次污染。出水数据符合国家一级排放标准，所含氨氮＜15mg/L、COD＜100mg/L、酚＜0.5mg/L、氰＜0.5mg/L、油类＜5mg/L、SS＜70mg/L、pH6～9。

CMBR工艺可以防止微生物流失，提高污泥浓度和生化过程的容积负荷，确保出水水质稳定。

同传统蒸氨法比较，CMBR法投资和运行成本低，处理效能高，节能效果显著，占用场地小。

脱氮塔出水冷却后，进入生化系统，首先打入气浮槽，去除水中细小悬浮物和乳化油成分，然后依次进行厌氧、兼氧、好氧反应，通过硝化反应，进一步脱除污水中的剩余氨氮和COD等其它污染物。好氧池出水进外置式管式膜组件，管式膜组件出水进清水池，可达标排放或回用。同时，管式膜另一端出水，回流至厌氧池。各池要定期排泥，排出的泥水进入污泥干化池，污泥干化场滤液回到污泥水池，经污泥水泵打回厌氧池，干化后的污泥外运。

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。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而，国内有学者探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。研究结果表明，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限潜力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率达到了78.5%，且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，沸石作为吸附剂去除废水中高浓度氨氮是可行的。

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、膜分离技术。