[发明专利]一种高浓度氨氮废水的综合处理系统及方法

说明书

本发明提出了一种高浓度氨氮废水的综合处理系统及方法，其中涉及的脱氨系统采用膜分离技术将废水中氨氮以氨分子形式与废水分离，使得废水氨氮达到排放标准，直接排放。同时脱除的氨分子通过酸吸收液进行吸收后形成铵盐，以铵盐浓水形式排出，浓水中铵盐较为纯净且无其他高含量杂质，可进行有效的资源化回收利用。本发明的提出一方降低高浓度氨氮废水的处理难度与成本，另一方面将废水中的氨氮转化为氮肥，可进行有效的回收再利用，为高浓度氨氮废水的零排放提供工业指导意义。

技术领域

本发明涉及一种高浓度氨氮废水的综合处理系统及方法，属于污水处理领域，更具体地说，属于高浓度氨氮废水零排放领域。

背景技术

随着我国工业化和城市化的逐步推进，含氮化合物废水的排放量与日俱增，给环境造成极大的危害，继而备受关注。氮在废水中主要存在形式包括有机态氮、硝态氮、亚硝态氮以及氨态氮等。其中氨态氮即氨氮是最主要的存在形式之一。废水中的氨氮主要以离子铵和游离氨形式存在，其来源广泛，包括食品、制药、焦化、化肥、石化、印染、垃圾填埋场等。如垃圾填埋场渗滤液作为一种典型的高浓度氨氮废水，随着填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，导致渗滤液中氨氮浓度处于不断升高的状态。根据填埋场的填埋方式和垃圾成分的不同，渗滤液中氨氮浓度一般可达到500～4000mg/L，甚至更高，约占总氮浓度95％以上。各行业废水中氨氮的排放呈现出污染源多，排放量大、排放浓度高等特点，大量高浓度氨氮废水向水体中排放，一方面会引起水体富营养化，造成水体黑臭，大大增加了水处理的难度和成本；另一方面，在硝化细菌作用下，由氨氮形成的硝酸盐与亚硝酸盐可对人群产生毒害作用，严重威胁人类的健康。

目前，针对高浓度氨氮废水的处理，主要方法有吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法和生化法等。吹脱法作为一种简单经济的物理化学处理方法。其主要将氨氮废水pH调节至碱性，此时，铵离子转化为氨分子，再向水中通入空气或蒸汽，使废水中溶解的氨分子转至气相，从而达到去除氨氮的目的。该法一般作为高浓度氨氮废水脱氮的预处理工艺，吹脱效率不高，导致氨氮脱除效果较差，易引起二次污染，且吹脱设备易结垢，降低运行稳定性与吹脱效率。化学沉淀法也是一种物化处理方法。化学沉淀法是向氨氮废水中投加含Mg²⁺和PO₄^3-的药剂，使污水中的氨氮和磷以鸟粪石即磷酸铵镁的形式沉淀出来，同时回收废水中的氮和磷。该法针对高浓度氨氮废水的脱氮效率可达到90％，但仍然存在较多的氨氮残留，同时通过引入第三组份的药剂，形成沉淀物。该过程中药剂的投加量、引入其他污染源及沉淀物的后处理限制了该法的广泛应用。折点加氯法为化学脱氮工艺，其实现形式为将氯气通入废水中使氨氮氧化成氮气排出。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。该法对于氨氮的去除率高，但运行费用高，出水水质易存在异味，且形成具有二次污染的有机氯化物。生化法作为应用最为广泛的脱氮技术，其基本原理为通过微生物的硝化与反硝化作用最终将氨氮以氮气形式排出系统。利用生化脱氮工艺复杂、成本较高，污泥管理难度大、剩余污泥处理费用高，同时无法实现氨氮回收再利用。

随着污水处理技术的不断开发，针对上述工艺存在的不足之处，利用膜分离技术处理高浓度氨氮废水的工艺逐渐被推广。本发明提出了一种高浓度氨氮废水的综合处理系统及方法，其中涉及的脱氨系统采用膜分离技术将废水中氨氮以氨分子形式与废水分离，使得废水氨氮达到排放标准，直接排放。同时脱除的氨分子通过酸吸收液进行吸收后形成铵盐，以铵盐浓水形式排出，浓水中铵盐较为纯净且无其他高含量杂质，可进行有效的资源化回收利用。本专利的提出一方降低高浓度氨氮废水的处理难度与成本，另一方面将废水中的氨氮转化为氮肥，可进行有效的回收再利用，为高浓度氨氮废水的零排放提供工业指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高浓度氨氮废水的综合处理系统及方法。该工艺具有过程简单，安全系数高，能量利用率高，整套工艺占地面积小，设备运行稳定性高，铵盐纯度高，可实现副产物资源化利用以及高浓度氨氮废水零排放。

技术方案：