[发明专利]一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置

权利要求书

1.一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法，其特征在于，该方法采用负压抽真空的方式将高氨氮废水中的氨氮以氨气的形式抽吸出来，以此脱除该高氨氮废水中的氨氮；该方法所采用的适用于高氨氮废水的氨氮脱除装置，包括三个串联相连的脱氮柱，每个脱氮柱用于提供0.05-0.09Mpa的真空度，任意一个所述脱氮柱自上而下均包括布水系统(3)、填料层(4)、布气系统(7)、以及放空管(8)，该脱氮柱分离待处理高氨氮废水中的NH₄⁺，其中，所述布水系统(3)用于向该脱氮柱注入待处理高氨氮废水，所述填料层(4)用于切割该脱氮柱内包含的待处理高氨氮废水的液面，所述布气系统(7)用于向该脱氮柱内通入气体，所述放空管(8)位于该脱氮柱的底部；

这三个脱氮柱通过循环水泵系统(10，26，27)串联相连形成循环回路，沿该回路中的液体流向，任意一个所述脱氮柱的下部通过循环水泵系统(10，26，27)与下一个所述脱氮柱的布水系统(3)相连；这三个脱氮柱的上部均与气水分离器(5)相连，该气水分离器(5)还与真空泵(6)相连，用于对这三个脱氮柱进行抽真空处理并进行气液分离；

所述待处理高氨氮废水中，氨氮的浓度以N元素计为500mg/L以上；

并且，所述填料层(4)所采用的填料为鲍尔环；该填料层(4)的高度H满足：

其中，H为填料高度，单位为m；Q_L为废水流量，单位为L/s；Q_g为进气流量，单位为L/s；K_La为总传质系数，单位为S^-1；m为亨利常数转换系数，且m＝55.49RT/K_A；R为气体常数；T为开尔文温度，单位为K；K_A为亨利常数，单位为kPa；A为所述脱氮柱的断面面积，单位为m²；c₁、c₂分别为液相中出柱与进柱的氨气浓度，单位均为mol/L；ρ₂为气相出柱的氨气浓度，单位均为mol/L；

分别记这三个脱氮柱为第一脱氮柱、第二脱氮柱和第三脱氮柱，则所述第一脱氮柱的下部通过循环水泵系统(26)与所述第二脱氮柱的布水系统(3)相连，所述第二脱氮柱的下部通过循环水泵系统(27)与所述第三脱氮柱的布水系统(3)相连，所述第三脱氮柱的下部通过循环水泵系统(10)与所述第一脱氮柱的布水系统(3)相连；

该方法具体包括以下步骤：

(1)将待处理高氨氮废水泵入第三脱氮柱中，使该第三脱氮柱中的液面上升；然后启动循环水泵系统(10)，将该第三脱氮柱内的待处理高氨氮废水泵入第一脱氮柱中，使该待处理高氨氮废水在所述第一脱氮柱的布水系统的作用下均匀分布在填料上，呈膜状下落；向所述第三脱氮柱泵入的所述待处理高氨氮废水其pH值满足8-10；

(2)接着，启动循环水泵系统(26)，将经所述第一脱氮柱处理的高氨氮废水作为待处理高氨氮废水泵入第二脱氮柱中，使该待处理高氨氮废水在所述第二脱氮柱的布水系统的作用下均匀分布在填料上，呈膜状下落；

(3)然后，启动循环水泵系统(27)，将经所述第二脱氮柱处理的高氨氮废水作为待处理高氨氮废水泵入第三脱氮柱中，使该待处理高氨氮废水在所述第三脱氮柱的布水系统的作用下均匀分布在填料上，呈膜状下落；

(4)调节所述循环水泵系统(10，26，27)内的流量，使高氨氮废水在该第一脱氮柱、第二脱氮柱和第三脱氮柱之间稳定循环；

(5)启动真空泵，使所述第一脱氮柱、所述第二脱氮柱和所述第三脱氮柱上部均形成负压，待该适用于高氨氮废水的氨氮脱除装置中的高氨氮废水重新循环稳定后，在高氨氮废水循环的情况下，利用布气系统分别向所述第一脱氮柱、所述第二脱氮柱和所述第三脱氮柱内输入气体，使位于所述第一脱氮柱、所述第二脱氮柱和所述第三脱氮柱内的高氨氮废水液面表面处NH₃的分压降低，使该高氨氮废水中的氨氮将以NH₃形式逸出，从而降低高氨氮废水中的氨氮含量；

所述步骤(5)中，所述启动真空泵是将所述第一脱氮柱、所述第二脱氮柱和所述第三脱氮柱内的真空度抽至最低；所述布气系统在利用时，则是通过调节该布气系统的进气量，使所述第一脱氮柱、所述第二脱氮柱和所述第三脱氮柱内的真空度满足0.05-0.09Mpa。