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一种高浓度氨氮废水的资源化处理方法及装置与流程

一种高浓度氨氮废水的资源化处理方法及装置与流程  第1张

本发明涉及一种工业废水的资源化处理方法及装置,尤其是一种高浓度氨氮废水的处理方法。

背景技术:

氨氮(nh4+-n)在水中主要以游离态氨(nh3)和铵根离子(nh4+)的形式存在,其来源比较广泛,危废、化肥、石化、煤气、冶金、制药、食品、农业等工业过程都会产生大量的高浓度氨氮废水。

针对高浓度氨氮废水(nh3-n浓度大于500mg/l)的脱除技术通常包括化学法、物化法和生物法等等大类,其中,化学法包括化学沉淀法、混凝法、氧化法,物化法包括膜分离法、吹脱与汽提法、离子交换法及吸附法等,生物法包括a2o工艺、ao工艺、前置反硝化生物脱氮和氧化沟工艺等;近年还出现了微波-活性炭法、mvr法(机械蒸汽再压缩技术)、电化学氧化法等新技术用于处理废水中的氨氮。

目前,在处理工业中产生的氨氮含量在500-10000mg/l的高浓度氨氮废水多采用蒸汽汽提法,反应过程是将废水调至碱性,nh4+在碱性条件下生成nh3·h2o,在装置中通入吹脱载气,通过气液接触可以将以游离氨形式存在于废水中的氨氮吹脱至蒸汽中。汽提法适用于处理高浓度氨氮废水,对氨氮的去除率可达99%以上,效率非常高,技术成熟度好,但是传统的汽提脱氨技术针对的为成分简单的氨氮废水,危废行业产生的废水并不能使用汽提技术直接处理。

因危废行业产生的废水中还含有氟、重金属离子、硫酸根、硅酸盐等杂质,造成废水很难得到有效处理,例如实际危废行业氟离子浓度通常到1000mg/l,氟离子需要提前去除,若去除不完全对后续设备的腐蚀十分大;杂质离子会对设备和吹脱效率有影响;有机物吸附在设备上影响效率和能耗。

废液成分比较复杂,常规处理方法废水中有害物质含量不能达到国家排放标准,直接排放污染水源,对环境造成极大的破坏;处理氨氮废水的成本比较高,装置不节能,运行费用高,企业难以承受。

现有技术中处理含重金属及高氨氮废水一般是采用蒸氨或沉淀法与生化法结合进行处理,先用map法进行化学沉淀或蒸氨塔进行蒸氨处理,然后对高氨氮废水进行生化处理去除剩余的氨氮,然而采用该方法处理的废水中仍有一定量的金属离子和有害杂质,达不到排放的标准,并且生化法流程复杂,设备设施投资大,运行成本高,占地面积大,操作维护复杂等缺点。

现有技术中cn107814465a提供了一种高氨氮重金属离子工业废水处理装置,包括ph调节装置、汽提塔、吹脱装置和ph回调装置;所述ph调节装置用于使废水中的铵离子转化为氨分子,并生成多余的氢氧根离子,汽提塔与ph调节装置相连,用于去除废水中的重金属离子,通过使用汽提塔使重金属络合物分解,与氢氧根离子结合,生成沉淀从而去除废水中重金属。然而采取该装置处理的废水中并不能去除重金属离子之外的有害杂质,仅使用汽提法所处理的废水中氨氮含量较高,无法满足排放的要求。

技术实现要素:

为了减少重金属、有机物及有害杂质对环境的污染并对废水中有价值的物料加以处理回用、节省药剂的投用量,节能减排、降低成本,本发明提供一种采用两级化学沉淀法与蒸汽汽提方式联合进行氨氮废水减排及资源化利用的处理方法。该方法利用化学沉淀-絮凝法去除废水中的氟、重金属离子、硫酸根、硅酸盐等杂质,再通过蒸汽汽提的方式采出氨气进行资源化利用,再通过磷酸铵镁map沉淀法处理废水,以满足国家排放标准。

本发明提供了一种高浓度氨氮废水的资源化处理方法,所述处理方法依次包括以下步骤:

步骤一,预处理

所述预处理为对氨氮废水进行预过滤,以去除废液中的固体颗粒杂质;对氨氮废水进行预过滤包括:在氨氮废水进料端设置10-60目预过滤器;

经过预过滤器过滤后的氨氮废水,经卸料泵提升进入过滤后氨氮废液储罐,或者通过氨氮废液储罐中设置的超越管路,直接进入后续流程;

步骤二,化学除杂

所述化学除杂是将经过预处理的氨氮废水输送至化学沉淀池,加入化学沉淀剂与氨氮废水进行反应,形成难溶性沉淀盐;然后加入絮凝剂,再进行固液分离,分离出的液相氨氮废水进入蒸氨步骤;

所述化学除杂工艺包括化学沉淀法、絮凝法:向化学沉淀池中投加化学沉淀剂,然后向沉淀池中投加絮凝剂;

进一步地,所述化学沉淀剂包括无机杂离子去除剂和金属沉淀剂,按顺序依次加入;

进一步地,无机杂离子去除剂为氯化钙和氢氧化钙中的一种或多种,可以与废水中氟离子、硫酸根、磷酸根等形成沉淀,达到净化效果;

进一步地,金属沉淀剂为碳酸钠和硫沉淀剂配合使用,所述硫沉淀剂为有机硫沉淀剂或无机硫沉淀剂中的一种或多种配合使用;

进一步地,无机硫沉淀剂包括硫化钠、硫氢化钠;有机硫沉淀剂包括sdd、tmt15、tmt55;金属沉淀剂与水中钙、镁及其它重金属离子形成沉淀,达到去除效果;碳酸钠能够进一步降低氨氮废液中的[h+],随着ph值的上升,能够去除如cu2+、ni2+、cr3+、zn2+等;又由于硫化物的溶解级常数小,相比氢氧化物更易于沉淀重金属离子,因此配合投加硫沉淀剂能够进一步的去除氨氮废液中的重金属离子。此外,金属沉淀剂中包括碳酸钠,能够起到调碱的作用,可以降低后续投加碱的量,节约成本并减少污泥的产量。

进一步地,所述絮凝剂为聚合氯化铝(pac)、聚合硫酸铝(pas)、聚合氯化铁(pfc)或聚合硫酸铁(pfs)、聚丙烯酰胺(pam)的一种或多种;投加絮凝剂,能够利用其产生的絮凝作用,使沉淀迅速积聚、沉降;

进一步地,所述固液分离选择压滤机分离污泥,产水进入蒸氨阶段,污泥经脱水后送至固化填埋车间处置;所述压滤机优选厢式压滤机;

步骤三,蒸氨

所述蒸氨过程中将经化学除杂后的液相氨氮废水送入蒸氨塔进行蒸汽吹脱,蒸氨塔底部的脱氨废水进入化学脱氮槽;蒸氨塔顶的氨气进入氨水吸收塔进行冷却吸收;

所述蒸氨包括蒸汽吹脱、氨水吸收以及二级吸收;

所述蒸汽吹脱包括,固液分离后的液相氨氮废水由泵提升至蒸氨塔顶部的换热器内进行换热升温至110℃,常压操作,然后氨氮废水进入蒸氨塔顶部的调节槽,通过设置在调节槽内的在线ph计、温度计和位于蒸氨塔氨氮废水入口处的流量计实时监测ph值、温度、流量,在线补加质量百分比为30%的液碱调整氨氮废水的ph值≥11后,调节槽内的氨氮废水进入蒸氨塔进行循环吹脱;氨氮废水经塔内第一段塔板向下逐级流动,被下层热蒸汽加热后进入二段加热、吹脱段,废液和吹脱气体在塔内各级塔板上进行湍流、传质。基于氨与水分子相对挥发度的差异原理,废液在脱氨塔内各层塔板上进行多次气液相平衡,脱除的氨气随蒸汽一起上升进入上段,降低塔内氨的分压的同时,为废液中氨的持续高效脱除提供条件。

氨氮废水中的氨氮在各级塔板以不同的效率被脱除进入气相;生成的氨气进入蒸氨塔顶部的换热器进行换热降温;自动控制系统通过蒸氨塔底部设置的在线成分分析仪监测到氨氮含量低于200mg/l的脱氨废水,则控制脱氨废水经蒸氨塔底部换热器进入化学脱氮槽;

所述氨水吸收包括:经蒸氨塔顶部的换热器进行换热降温后的氨气进氨水吸收塔;氨水吸收塔利用工艺水在冷却的条件下循环吸收以提高氨在水中的溶解度,自动控制系统通过氨水吸收塔底部设置的在线成分分析仪监测氨水浓度达标后,利用设定的氨水密度这一物理参数控制氨水的采出量及设定自动采出控制程序,通常采收5~15%氨水,其密度范围为981.4~941.3kg/m3。

经塔顶冷凝器冷凝,采出氨含量约为80~90%的高浓度氨气送氨气吸收塔,采用工艺水吸收气相中的氨,制成5~15%的氨水。

采出的氨水可以直接输送到常规烟气脱硝系统中作为还原剂使用,达到资源化回收利用的目的。

考虑塔顶所排空气、不凝气中有残余氨气存在,因此在氨水吸收塔后续增加二级吸收塔,通过硫酸吸收外溢的氨气生成硫酸铵,达标空气直接排放。当吸收硫酸铵达到饱和后运输至其他单元利用。

进一步地,自动控制系统监测空气成分符合国家排放标准后,控制达标空气直接排放。

回收的氨水浓度和进料氨浓度成正比例关系,进料氨浓度越大,回收氨水浓度越大。当进料氨浓度在40000mg/l~60000mg/l时,可得到质量百分比5%~15%的浓氨水。

所述蒸氨蒸氨塔在线清洗包括:因废液中的tds较高,长时间使用,会在冷却器和蒸氨塔塔板结垢,影响吹脱效果。因此工艺配置清洗装置,可对冷却器、蒸氨塔内的塔板进行冲洗,清洗水可用处理后的排放水,清洗后的废水排至后续处理系统;当吹脱系统停机时,系统开启清洗装置,清洗后塔内,管道内粘壁污泥及时冲洗;正常运行一定周期后,停止进水半小时,开启塔内清洗装置,使塔内壁粘壁污泥及时冲洗。

步骤四,化学脱氮;

所述化学脱氮是将蒸氨工艺的脱氨废水通入化学脱氮槽,投加镁盐、磷酸盐,使溶液中的镁磷与氮的摩尔比为(mg):(n):(p)=1~1.2:1:1~1.2,并调节ph至9-11,在机械搅拌作用下,废水中残留的氨氮生成磷酸铵镁(map鸟粪石),化学脱氮槽的出水进入压滤机,压滤机滤液送入出水观察池,当出水观察池设置的在线成分分析仪监测到水质参数满足物化车间出水水质指标,自动控制系统发出信号控制出水观察池内除氮废水进入集水池进行排放或回用;通过在线分析控制镁盐、磷酸盐的投加比例,可以达到氨氮的高效去除(去除率90~98%),同时并不增加废水中其它组分含量。

化学脱氮槽的出水经软管泵提升进入压滤机,压滤机上设置有回流管路连接到化学脱氮槽,在压滤操作开始前5~10分钟的滤液回流至前端化学脱氮槽,直到滤布上形成一层污泥层后,再将压滤机的滤液送入出水观察池;滤液进入出水观察池,经分析测试,水质参数满足物化车间出水水质指标,进入集水池;水质参数不满足物化车间出水水质指标时,回到反应槽再次处理。

进一步地,当出水观察池设置的在线成分分析仪监测到水质参数不满足物化车间出水水质指标时,自动控制系统发出信号控制出水观察池内除氮废水回到化学脱氮槽循环进行处理;压滤机滤出的泥饼经收集后送至后续工艺进行处置。

步骤五,在线清洗:

所述在线清洗为通过自动控制系统的分析仪表连续检测设备和进出水管路的参数,由自动控制系统来控制对预处理、化学除杂、蒸氨、化学脱氮步骤中的设备的清洗。

自动清洗工艺主要是为了防止预过滤器、蒸氨塔和换热器的结垢现象,必须在一定时间内对设备进行彻底的水清洗。所述一定时间是由自动控制系统收到在线监测的实时设备参数,根据存储的数学模型进行计算获得。

对预处理步骤中的预过滤器进行清洗,自动控制系统在每批高浓度氨氮废水卸料完成预过滤后,及时发出信号,控制清洗装置对预过滤器进行清洗和清理,将滤出的不溶物送至焚烧车间进行无害化处置;

对蒸氨步骤中的换热器、蒸氨塔塔板进行清洗,自动控制系统在蒸氨塔以及蒸氨塔顶的换热器停机时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗;而自动控制系统在蒸氨正常运行一定周期后,控制蒸氨塔以及换热器停止进水半小时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗。

清洗装置可用集水池中处理后的排放水作为清洗水,清洗后的废水排至后续处理系统。

本发明中的所述氨氮废水中含有氨氮和氟、重金属离子、硫酸根、硅酸盐等杂质,所述氨氮废水为工业中产生的氨氮含量在500-10000mg/l的高浓度氨氮废水,所述高浓度氨氮废水中的氨浓度高于40000mg/l(含40000mg/l)。

本发明提供一种用于上述处理方法的氨氮废水资源化处理装置,所述处理装置包括预过滤装置、化学沉淀-絮凝系统、蒸氨系统、化学脱氮系统以及自动控制系统:

所述预过滤装置包括预过滤器、氨氮废液储罐;

所述化学沉淀-絮凝系统包括化学沉淀池、厢式压滤机;所述化学沉淀池上设置废液入口、沉淀剂加入口、絮凝剂加入口,搅拌装置;

所述蒸氨系统包括循环换热器、蒸氨塔、氨水吸收塔以及二级吸收塔;所述蒸氨塔包括多层塔板,所述循环换热器安装在蒸氨塔的顶部;

所述化学脱氮系统包括化学脱氮槽、压滤机、出水观察池、集水池;所述化学脱氮槽设置有废水入口、反应剂投加口、在线ph计、搅拌装置、出水装置;

所述自动控制系统电连接到预过滤装置、化学沉淀-絮凝系统、蒸氨系统、化学脱氮系统以及在线清洗装置;

所述自动控制系统使用基于单片机的控制系统、基于微处理器以arm为核心的控制系统或基于plc的控制系统。

进一步地,所述自动控制系统优选基于plc的控制系统,plc程序简单,采集到的监测和分析数据可以简单处理或通过串口通信将数据传送给上位机处理,性能稳定,维护费用低;应用到废水处理系统的架构上工作量小,成本低,抗干扰力强。

本发明的有益效果:

本发明通过预过滤和化学沉淀-絮凝法,将氨氮废水中的氟离子、重金属离子和有机物等有害杂质去除后,不仅能使后续蒸氨塔回收的氨水可直接再利用到工厂的烟气脱硝装置中或处理包装后进行销售;而且使得化学脱氮中经map法产生的鸟粪石可直接作为优质肥料进行回收再利用;资源的回收再利用率极高,通过在蒸氨塔的循环吹脱和化学脱氮槽的回流脱氮,废液中氨氮生成氨水、少量硫酸铵和鸟粪石回收,资源回收率≥98.75%。

本发明还通过蒸氨法和map法的联合使用,能够处理高浓度的氨氮废液,对于氨氮进口浓度不限制,可接受氨浓度40000mg/l及以上浓度废液;通过上述技术手段的结合,除氨彻底,出水可达一般工业废水排放要求。

本发明的装置全程使用自动控制系统如plc程序进行自动化控制,设置合理,自动化程度高。通过对自动控制系统和监测、分析仪表的使用,不仅能够合理的控制汽提的反应条件和反应时长,同时还能够准确的控制高成本的map法的药剂加入量,防止过多药剂造成的成本提升和磷进入污水造成的水体富营养化。

本发明提供了更加安全、经济、高效的适用于含重金属离子、氟离子和有机物的高浓度氨氮废水的处理回收技术,实现工业废水的回收利用,达标废物零排放,对环境保护、提高人民的生活水平和企业的发展具有重要的战略意义和现实意义。

附图说明

图1为本发明实施例1所述高浓度氨氮废水的资源化处理方法的总体工艺路线示意图。

图2为本发明实施例1所述高浓度氨氮废水的资源化处理方法的脱氨工艺方案流程示意图。

图3为本发明实施例1所述高浓度氮废水的资源化处理方法的总体工艺方案流程示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明,以便于理解,下面通过具体的实施例结合附图进一步详细说明本发明方法的过程及效果。

实施例1

对高浓度氨氮废水进行资源化处理方法,如图1所示,使用的氨氮废水中含有氨氮和氟、重金属离子、硫酸根、硅酸盐等杂质,将工业中产生的高浓度氨氮废水,其氨浓度为40000mg/l,平均氟离子浓度为1000mg/l,对其依次按以下步骤进行处理:

步骤一,预处理:

氨氮废水进料端设置30目预过滤器,用于去除废液中的固体颗粒杂质;经过预过滤器过滤后的氨氮废水,经卸料泵提升进入过滤后氨氮废液储罐,或者通过氨氮废液储罐中设置的超越管路,直接进入后续流程;

步骤二,化学除杂

所述化学除杂包括化学沉淀、絮凝和固液分离:

经过预处理阶段的所述氨氮废液进入化学沉淀池,通过依次投加化学沉淀剂氯化钙、碳酸钠、sdd和nahs,调节废液ph值为7.0-9.0,与水中重金属离子、钙镁离子等形成难溶性沉淀盐;

使用有机硫化物sdd能够有效去除ni、co等重金属杂质,而且形成的大颗粒鳌合物沉淀容易通过压滤分离;通过控制nahs的投药量使沉淀物溶积度大于废液中重金属离子的溶积度。

然后向沉淀池中投加絮凝剂聚磷氯化铝辅助沉淀生成,以除去小颗粒沉淀物,并能够吸附氟离子、有机物、毒性物质;当絮凝剂为聚磷氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝(pas)、聚合氯化铁(pfc)或聚合硫酸铁(pfs)中的一种或多种时,由于其也可除去废液中的氟离子,则可以不加入氟离子沉淀剂,其成本仅略高于氯化钙等,但简化了工艺过程,减少设备投入和生产成本。

所述固液分离为经过化学除杂的氨氮废液通过厢式压滤机分离污泥,产水进入蒸氨阶段,污泥经脱水后送至固化填埋车间处置;

步骤三,蒸氨

所述蒸氨包括蒸汽吹脱、氨水吸收以及在线清洗等三个阶段;

所述蒸汽吹脱包括:经化学除杂及固液分离阶段的氨氮废液,由泵提升至蒸氨塔出风口翅片换热器内换热,同时在线补加30%液碱调整ph值后进蒸氨塔;废液经塔内第一段塔板向下逐级流动,被下层热蒸汽,加热后进入二段加热、吹脱段,废液和吹脱气体在塔内各级塔板上进行湍流、传质。基于氨与水分子相对挥发度的差异原理,废液在脱氨塔内各层塔板上进行多次气液相平衡,脱除的氨气随蒸汽一起上升进入上段,降低塔内氨的分压的同时,为废液中氨的持续高效脱除提供条件。废液中的氨氮在各级塔板以不同的效率被脱除进入气相后,直至在蒸氨塔底部得到氨氮含量低于200mg/l的脱氨废水经换热器后进后续处理系统。塔顶氨气进入蒸氨塔出风口翅片换热器内进行冷却降温。蒸氨塔内出风口的高温氨气与废水入口处的低温氨氮废水进行换热,余热的循环利用显著降低能耗。

所述氨水吸收包括:经蒸氨塔出风口翅片换热器内换热降温后的氨气进氨水吸收塔。氨水吸收塔利用工艺水在冷却的条件下循环吸收以提高氨在水中的溶解度,氨水浓度达标后,利用氨水密度控制氨水的采出量,采出的氨水输送到焚烧脱硝系统使用。考虑塔顶所排空气、不凝气中有残余氨气存在,因此在氨水吸收塔后续增加二级吸收,通过硫酸吸收外溢的氨气生成硫酸铵,达标空气直接排放。当吸收硫酸铵达到饱和后转输至其他单元利用。

回收的氨水浓度和进料氨浓度成正比例关系,进料氨浓度越大,回收氨水浓度越大。本实施例中进料氨浓度在40000mg/l,得到质量分数为5%的浓氨水。蒸氨塔底出料氨氮浓度≤200mg/l,资源回收率≥95%,汽提脱氨吨水蒸汽耗量≤200kg(饱和蒸汽压力≥0.4mpa)。

所述蒸氨塔需要定期进行在线清洗:因废液中的tds较高,长时间使用,会在冷却器和蒸氨塔塔板结垢,影响吹脱效果。因此工艺配置由自动控制系统控制的清洗装置,可对冷却器、蒸氨塔内的塔板进行冲洗,清洗水可用处理后的排放水,清洗后的废水排至后续处理系统;当吹脱系统停机时,系统开启清洗装置,清洗后塔内,管道内粘壁污泥及时冲洗;正常运行一定周期后,系统控制停止进水半小时,开启塔内清洗装置,使塔内壁粘壁污泥及时冲洗。

步骤四,化学脱氮;

所述化学脱氮阶段包括:蒸氨工艺的出水经泵提升进入化学脱氮槽,投加镁盐、磷酸盐,使溶液中的镁磷与氮的摩尔比为(mg):(n):(p)=1:1:1.2,并调节ph至9.5,在机械搅拌作用下,废水中残留的氨氮生成鸟粪石(map磷酸铵镁);化学脱氮槽的出水经软管泵(设置回流管路)提升进入压滤机。

压滤操作开始前8分钟的滤液回流至前端反应槽,以至滤布上形成一层污泥层,保证出水的水质。滤液进入出水观察池,经分析测试,水质参数满足物化车间出水水质指标,进入集水池;水质参数不满足物化车间出水水质指标,回到反应槽再次处理。

泥饼经收集后送至后续工艺进一步处置。

步骤五,在线清洗:

所述在线清洗为通过自动控制系统的分析仪表连续检测设备和进出水管路的参数,由自动控制系统来控制对预处理、化学除杂、蒸氨、化学脱氮步骤中的设备的清洗。

自动清洗工艺主要是为了防止预过滤器、蒸氨塔和换热器的结垢现象,必须在一定时间内对设备进行彻底的水清洗。所述一定时间是由自动控制系统收到在线监测的实时设备参数,根据存储的数学模型进行计算获得。

对预处理步骤中的预过滤器进行清洗,自动控制系统在每批高浓度氨氮废水卸料完成预过滤后,及时发出信号,控制清洗装置对预过滤器进行清洗和清理,将滤出的不溶物送至焚烧车间进行无害化处置;

对蒸氨步骤中的换热器、蒸氨塔塔板进行清洗,自动控制系统在蒸氨塔以及蒸氨塔顶的换热器停机时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗;而自动控制系统在蒸氨正常运行一定周期后,控制蒸氨塔以及换热器停止进水半小时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗。

清洗装置可用集水池中处理后的排放水作为清洗水,清洗后的废水排至后续处理系统。

本实施例的成本核算如下表所示:

可见,通过预处理和在线实时测算,本实施例的成本特别是药剂耗量相对于现有技术降低至少30%,而40000mg/l的废水处理的成本仅为472.556元/吨,map法目标产物鸟粪石中杂质含量特别是重金属含量非常低,可以直接处理后包装作为优质肥料进行出售。

实施例2:某工厂废液的处理量为30t/d,废液氨氮含量常>4万mg/l,通常在4-6万mg/l之间,在该工厂使用本发明的技术方案:

步骤一,预处理:

氨氮废水进料端设置60目预过滤器,用于去除废液中的固体颗粒杂质;经过预过滤器过滤后的氨氮废水,经卸料泵提升进入过滤后氨氮废液储罐,或者通过氨氮废液储罐中设置的超越管路,直接进入后续流程;

步骤二,化学除杂

所述化学除杂包括化学沉淀、絮凝和固液分离:

经过预处理阶段的所述氨氮废液进入化学沉淀池,通过依次投加化学沉淀剂氢氧化钙、硫化钠和碳酸钠,与水中重金属离子、钙镁离子等形成难溶性沉淀盐;然后向沉淀池中投加絮凝剂聚丙烯酰胺,用于吸附氟离子、有机物、毒性物质;

所述固液分离为经过化学除杂的氨氮废液通过厢式压滤机分离污泥,产水进入蒸氨阶段,污泥经脱水后送至固化填埋车间处置;

步骤三,蒸氨

所述蒸氨包括蒸汽吹脱、氨水吸收以及在线清洗等三个阶段;

所述蒸汽吹脱包括:经化学除杂及固液分离阶段的氨氮废液,由泵提升至蒸氨塔出风口翅片换热器内换热,同时在线补加30%液碱调整ph值后进蒸氨塔;废液经塔内第一段塔板向下逐级流动,被下层热蒸汽,加热后进入二段加热、吹脱段,废液和吹脱气体在塔内各级塔板上进行湍流、传质。基于氨与水分子相对挥发度的差异原理,废液在脱氨塔内各层塔板上进行多次气液相平衡,脱除的氨气随蒸汽一起上升进入上段,降低塔内氨的分压的同时,为废液中氨的持续高效脱除提供条件。废液中的氨氮在各级塔板以不同的效率被脱除进入气相后,直至在蒸氨塔底部得到氨氮含量低于200mg/l的脱氨废水经换热器后进后续处理系统。塔顶氨气进入蒸氨塔出风口翅片换热器内进行冷却降温。蒸氨塔内出风口的高温氨气与废水入口处的低温氨氮废水进行换热,余热的循环利用显著降低能耗。

所述氨水吸收包括:经蒸氨塔出风口翅片换热器内换热降温后的氨气进氨水吸收塔。氨水吸收塔利用工艺水在冷却的条件下循环吸收以提高氨在水中的溶解度,氨水浓度达标后,利用氨水密度控制氨水的采出量,采出的氨水输送到焚烧脱硝系统使用。考虑塔顶所排空气、不凝气中有残余氨气存在,因此在氨水吸收塔后续增加二级吸收,通过硫酸吸收外溢的氨气生成硫酸铵,达标空气直接排放。当吸收硫酸铵达到饱和后转输至其他单元利用。

回收的氨水浓度和进料氨浓度成正比例关系,进料氨浓度越大,回收氨水浓度越大。所述蒸氨塔需要定期进行在线清洗:因废液中的tds较高,长时间使用,会在冷却器和蒸氨塔塔板结垢,影响吹脱效果。因此工艺配置由自动控制系统控制的清洗装置,可对冷却器、蒸氨塔内的塔板进行冲洗,清洗水可用处理后的排放水,清洗后的废水排至后续处理系统;当吹脱系统停机时,系统开启清洗装置,清洗后塔内,管道内粘壁污泥及时冲洗;正常运行一定周期后,系统控制停止进水半小时,开启塔内清洗装置,使塔内壁粘壁污泥及时冲洗。

步骤四,化学脱氮;

所述化学脱氮阶段包括:蒸氨工艺的出水经泵提升进入化学脱氮槽,投加镁盐、磷酸盐,使溶液中的镁磷与氮的摩尔比为(mg):(n):(p)=1:1:1.2,并调节ph至9.0-11,在机械搅拌作用下,废水中残留的氨氮生成鸟粪石(map磷酸铵镁);化学脱氮槽的出水经软管泵(设置回流管路)提升进入压滤机。

压滤操作开始前8分钟的滤液回流至前端反应槽,以至滤布上形成一层污泥层,保证出水的水质。滤液进入出水观察池,经分析测试,水质参数满足物化车间出水水质指标,进入集水池;水质参数不满足物化车间出水水质指标,回到反应槽再次处理。

泥饼经收集后送至后续工艺进一步处置。

步骤五,在线清洗:

所述在线清洗为通过自动控制系统的分析仪表连续检测设备和进出水管路的参数,由自动控制系统来控制对预处理、化学除杂、蒸氨、化学脱氮步骤中的设备的清洗。

自动清洗工艺主要是为了防止预过滤器、蒸氨塔和换热器的结垢现象,必须在一定时间内对设备进行彻底的水清洗。所述一定时间是由自动控制系统收到在线监测的实时设备参数,根据存储的数学模型进行计算获得。

对预处理步骤中的预过滤器进行清洗,自动控制系统在每批高浓度氨氮废水卸料完成预过滤后,及时发出信号,控制清洗装置对预过滤器进行清洗和清理,将滤出的不溶物送至焚烧车间进行无害化处置;

对蒸氨步骤中的换热器、蒸氨塔塔板进行清洗,自动控制系统在蒸氨塔以及蒸氨塔顶的换热器停机时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗;而自动控制系统在蒸氨正常运行一定周期后,控制蒸氨塔以及换热器停止进水半小时,控制开启清洗装置,对蒸氨塔内、换热器内以及连接管道内粘壁污泥进行冲洗。

清洗装置可用集水池中处理后的排放水作为清洗水,清洗后的废水排至后续处理系统。

在本实施例中,废液进蒸氨塔浓度在4-6万mg/l时,产出氨水的浓度通常在5~15%;而无论废液进蒸氨塔浓度多少,通过蒸氨塔塔板的逐级降低,出水氨氮均低于200mg/l;蒸氨塔内资源回收率≥95%,汽提脱氨吨水蒸汽耗量≤200kg(饱和蒸汽压力≥0.4mpa)。

以上已详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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