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CN108706672B - 一种氨氮废水的资源化处理方法 - Google Patents

一种氨氮废水的资源化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氨氮废水的资源化处理方法，包括以下步骤：将氨氮废水的pH调节至10～12，采用脱氨膜脱气后通过酸液吸收，得到脱氨废水和氨盐溶液；向氨盐溶液通入空气进行吹脱，得到吹脱残液I和含氨混合气I；采用吸收液走壳程对含氨混合气I进行吸收，得到质量百分比浓度为1～12％的氨水；向1～12％的氨水通入空气进行吹脱，得到吹脱残液II和含氨混合气II；通过步骤(3)得到的氨水对含氨混合气II进行吸收，得到质量百分比浓度为15～20％的氨水。本发明的资源化处理方法一方面使废水中的氨氮浓度降低至100mg/L，可对其进行进一步的生化处理；另一方面回收制取的氨水浓度达到15％以上，高浓度的氨水可以作为工业生产中的原料使用，实现了对氨氮废水的资源化处理。

Description

一种氨氮废水的资源化处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种氨氮废水的资源化处理方法。
背景技术
作为常见的水体和大气污染，氨氮污染对人类健康和生态污染都会产生极大的危害，氨氮是水体中的主要耗氧污染物之一，若直接排入水体，容易引起水体的污染。我国氨氮废水量大、面广，主要包括石油化工、冶金、制药、化肥等工业废水以及人和动物的排泄物、生活污水、垃圾处理厂的次级出水等。
目前处理氨氮废水的主要技术有：生物脱氮、吹脱、汽提、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法、电渗析法、液膜法及脱气膜法等。
生物脱氮法是处理城市污水与工业废水最常用的方法，主要是利用微生物在厌氧、缺氧或好氧等生化处理作用下，使水中氨氮物质转化为无毒无害的氮气，从而达到去除氨氮污染的目的。但是生物脱氮法对废水水质要求较高，不适合低有机物、高浓度、高盐分、难降解的工业废水的脱氮。
催化湿式氧化法一般只适用于低浓度、水量小的氨氮废水处理，且氧化剂成本较高，设备投资大。
吹脱法主要应用于高浓度氨氮废水处理，但在实际操作时存在处理效率低的问题，高气液比吹脱处理成本高，并且容易造成二次污染。
汽提法主要用于高浓度氨氮废水的处理，处理效率高，但对设备要求高，处理成本高，投资大。
公开号为CN105906158A的中国专利文献公开了一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，将废水一级吹脱至氨氮300mg/L，进入水解酸化池后再进行二级吹脱至氨氮小于100mg/L，吹脱出的氨气采用酸碱多级吸收后外排。该方法虽然能处理氨氮废水，但是吹脱出的氨气采用酸碱多级吸收后外排，不能对废水中的氨氮进行回收，造成资源浪费。
发明内容
本发明提供了一种氨氮废水的资源化处理方法，可在处理氨氮废水的同时回收制取高浓度氨水，实现氨氮废水的资源化处理。
本发明提供了如下技术方案：
一种氨氮废水的资源化处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮废水的pH调节至10～12，采用脱氨膜脱气后通过酸液吸收，得到脱氨废水和氨盐溶液；
(2)将氨盐溶液的pH调节至10～12，并加热至50～100℃，通入空气进行吹脱，得到吹脱残液Ⅰ和含氨混合气Ⅰ；
(3)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，吸收液走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收，得到质量百分比浓度为1～12％的氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(4)将1～12％的氨水加热至50～100℃，通入空气进行吹脱，得到吹脱残液Ⅱ和含氨混合气Ⅱ；
(5)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，步骤(3)得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收，得到质量百分比浓度为15～20％的氨水。
所述的氨氮废水中，氨氮浓度为1000mg/L以上。
优选的，步骤(1)中，控制脱氨废水的氨氮浓度为100mg/L以下，氨盐溶液的氨氮浓度为10000～20000mg/L。
调节脱氨废水的pH至6～9后进行生化处理。
步骤(2)中，对氨盐溶液进行吹脱时，控制气液比为60～500:1，得到的含氨混合气Ⅰ中氨气的浓度为10～200mg/L；进一步优选的，控制气液比为60～120:1；得到的含氨混合气Ⅰ中氨气的浓度为90～200mg/L。
优选的，吹脱残液Ⅰ与脱氨废水合并，调节pH至6～9后进行生化处理。
步骤(3)中，调制操作参数，使得到的氨水质量百分比浓度为8～12％。
优选的，步骤(3)包括：
(3-1)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，吸收液走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收，得到氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(3-2)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，上一步骤得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收；
(3-3)重复步骤(3-2)，直至得到的氨水质量百分比浓度为8～12％。
步骤(4)中，对1～10％的氨水进行吹脱时，控制气液比为20～200:1，得到的含氨混合气Ⅱ中氨气的浓度为200～1000mg/L；进一步优选的，控制气液比为60～120:1；得到的含氨混合气Ⅱ中氨气的浓度为300～600mg/L。
优选的，所述的吹脱残液Ⅱ回用至步骤(3)中，作为吸收液对含氨混合气Ⅰ进行吸收。
优选的，步骤(5)包括：
(5-1)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，步骤(3)得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收，得到氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(5-2)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，上一步骤得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收；
(5-3)重复步骤(5-2)，直至得到的氨水质量百分比浓度为15～20％。
回收得到的质量百分比浓度为15～20％的氨水可回用于工业生产中。
优选的，所述的脱氨膜为疏水性微孔膜，其材质为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。
优选的，步骤(3)和步骤(5)中，含氨混合气与吸收液相对流动。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的资源化处理方法通过对氨氮废水中的氨氮进行富集，一方面使废水中的氨氮浓度降低至100mg/L，可对其进行进一步的生化处理；另一方面产生高浓度的氨气，再以脱氨膜对氨气进行吸收，使脱氨膜两侧产生较高的氨气分压差，得到较高浓度的氨水，再经过二级吹脱和膜吸收，进一步提高氨水的浓度，回收制取的氨水浓度达到15％，高浓度的氨水可以作为工业生产中的原料使用，实现了对氨氮废水的资源化处理。
附图说明
图1为本发明资源化处理方法的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
某染料公司生产过程中产生的废水，经测定，废水pH为3，COD为1300mg/L，氨氮为1000mg/L，电导率为2.15ms/cm。
按照以下步骤进行处理：
(1)取氨氮废水500L，将其pH调节至11，采用脱氨膜进行脱氨，得到氨氮浓度为50mg/L的脱氨废水和10％(质量分数)左右的硫酸铵溶液21L，硫酸铵溶液的氨氮浓度为18840mg/L；
(2-1)取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1100mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用800mL清水对含氨混合气进行膜吸收，得到1.32％的氨水(氨氮浓度为10885mg/L)；
(2-2)继续取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1100mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用上一步骤得到的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到一定氨氮浓度的氨水；
重复步骤(2-2)，吹脱处理12L硫酸铵溶液后，得到10.01％的氨水(氨氮浓度为82480mg/L)；
采用上述方法继续处理剩余的硫酸铵溶液；
脱氨废水和吹脱残液合并，pH调节至6～9后进行生化处理；
(3-1)取1L步骤(2-2)得到的10.01％的氨水加热至80℃，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到1.5％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的10.01％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到13.9％的氨水(氨氮浓度为114470mg/L)；
(3-2)继续取1L步骤(2-2)得到的10.01％的氨水加热至80℃，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到1.5％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的步骤(3-1)的13.9％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到16％左右的氨水；
1.5％左右的吹脱残液降温后回用至步骤(2-1)，作为吸收液吸收含氨混合气。
得到的16％左右的氨水可回用于工业生产中。
实施例2
某染料公司生产过程中产生的废水，经测定，废水pH为3，COD为1300mg/L，氨氮为1000mg/L，电导率为2.15ms/cm。
按照以下步骤进行处理：
(1)取氨氮废水500L，将其pH调节至11，采用脱氨膜进行脱氨，得到氨氮浓度为50mg/L的脱氨废水和10％(质量分数)左右的硫酸铵溶液21L，硫酸铵溶液的氨氮浓度为18840mg/L；
(2-1)取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以1L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1500mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用800mL清水对含氨混合气进行膜吸收，得到2.0％的氨水(氨氮浓度为16470mg/L)；
(2-2)继续取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以1L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1500mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用上一步骤得到的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到一定氨氮浓度的氨水；
重复步骤(2-2)，吹脱处理10L硫酸铵溶液后，得到10％的氨水；
采用上述方法继续处理剩余的硫酸铵溶液；
脱氨废水和吹脱残液合并，pH调节至6～9后进行生化处理；
(3-1)取1L步骤(2-2)得到的10％的氨水加热至80℃，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到1.5％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的10％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到13.7％的氨水；
(3-2)继续取1L步骤(2-2)得到的10％的氨水加热至80℃，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到1.5％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的步骤(3-1)的13.7％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到15.9％左右的氨水；
1.5％左右的吹脱残液降温后回用至步骤(2-1)，作为吸收液吸收含氨混合气。
得到的15.9％左右的氨水可回用于工业生产中。
实施例3
某染料公司生产过程中产生的废水，经测定，废水pH为3，COD为1300mg/L，氨氮为1000mg/L，电导率为2.15ms/cm。
按照以下步骤进行处理：
(1)取氨氮废水500L，将其pH调节至11，采用脱氨膜进行脱氨，得到氨氮浓度为50mg/L的脱氨废水和10％(质量分数)左右的硫酸铵溶液21L，硫酸铵溶液的氨氮浓度为18840mg/L；
(2-1)取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1100mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用800mL清水对含氨混合气进行膜吸收，得到1.32％的氨水(氨氮浓度为10885mg/L)；
(2-2)继续取1L硫酸铵溶液，将其pH调节至11、温度升高至80℃后，以2L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到氨氮浓度为1100mg/L的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用上一步骤得到的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到一定氨氮浓度的氨水；
重复步骤(2-2)，吹脱处理12L硫酸铵溶液后，得到10.01％的氨水(氨氮浓度为82480mg/L)；
采用上述方法继续处理剩余的硫酸铵溶液；
脱氨废水和吹脱残液合并，pH调节至6～9后进行生化处理；
(3-1)取1L步骤(2-2)得到的10.01％的氨水加热至80℃，以1L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到2％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的10.01％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到15.92％的氨水(氨氮浓度为131080mg/L)；
(3-2)继续取1L步骤(2-2)得到的10.01％的氨水加热至80℃，以1L/min的速度通入的空气进行吹脱1h，得到2％左右的吹脱残液和含氨混合气；
-5℃温度下，采用等体积的步骤(3-1)的15.92％的氨水对含氨混合气进行膜吸收，得到19％左右的氨水；
2％左右的吹脱残液降温后回用至步骤(2-1)，作为吸收液吸收含氨混合气。
得到的19％左右的氨水可回用于工业生产中。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氨氮废水的pH调节至10～12，采用脱氨膜脱气后通过酸液吸收，得到脱氨废水和氨盐溶液；
(2)将氨盐溶液的pH调节至10～12，并加热至50～100℃，通入空气进行吹脱，得到吹脱残液Ⅰ和含氨混合气Ⅰ；
(3)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，吸收液走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收，得到质量百分比浓度为1～12％的氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(4)将1～12％的氨水加热至50～100℃，通入空气进行吹脱，得到吹脱残液Ⅱ和含氨混合气Ⅱ；
(5)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，步骤(3)得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收，得到质量百分比浓度为15～20％的氨水。
2.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，对氨盐溶液进行吹脱时，控制气液比为60～500:1；得到的含氨混合气Ⅰ中氨气的浓度为10～200mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，吹脱残液Ⅰ与脱氨废水合并，调节pH至6～9后进行生化处理。
4.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(3)中，调制操作参数，使得到的氨水质量百分比浓度为8～12％。
5.根据权利要求4所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(3)包括：
(3-1)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，吸收液走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收，得到氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(3-2)将含氨混合气Ⅰ通入脱氨膜管程，上一步骤得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅰ进行吸收；
(3-3)重复步骤(3-2)，直至得到的氨水质量百分比浓度为8～12％。
6.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(4)中，对1～12％的氨水进行吹脱时，控制气液比为20～200:1；得到的含氨混合气Ⅱ中氨气的浓度为200～1000mg/L。
7.根据权利要求1或6所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述的吹脱残液Ⅱ回用至步骤(3)中，作为吸收液对含氨混合气Ⅰ进行吸收。
8.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(5)包括：
(5-1)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，步骤(3)得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收，得到氨水，吸收尾气通入氨盐溶液；
(5-2)将含氨混合气Ⅱ通入脱氨膜管程，上一步骤得到的氨水走壳程对含氨混合气Ⅱ进行吸收；
(5-3)重复步骤(5-2)，直至得到的氨水质量百分比浓度为15～20％。
9.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，所述的脱氨膜为疏水性微孔膜，其材质为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。
10.根据权利要求1所述的氨氮废水的资源化处理方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(5)中，含氨混合气与吸收液相对流动。
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