高氨氮废水处理设备及工艺流程介绍
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氨氮废水处理,尤其是高氨氮废水的处理在国内外都受到极大的关注。目前,对于氨氮废水处理主要有化学沉淀法、吹脱法、折点氯化法、离子交换法、生物处理法等技术。其中,吹脱法多用于处理中高浓度的氨氮废水,吹脱出的氨可有效回收利用,并且设备操作简单、处理效果稳定、运行费用低,在国内外得到广泛应用。

一、废水来源与水质水量

在企业研发试验过成中,产生一股高氨氮废水,废水量为6m3/d,具有高氨氮、高F-及高H2O2浓度等特点。 

氨氮吹脱塔设备

 

二、工艺流程设计

1、工艺选择项目为该废水的预处理,主要去除废水内含有的氨氮,经取样分析,废水内氨氮主要以铵离子(NH+4)的形态存在,对于该类废水,常采用氨氮吹脱的处理工艺。然而,传统吹脱法具有能耗较高、容易造成二次污染、氨去除率低等缺点。为了解决以上问题,根据废水水质及相关工程经验,采用“二级吹脱+硫酸吸附冶处理工艺,工艺流程见图1。

 

2、工艺原理

  吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论,是以废水中氨气浓度与空气中物质的浓度差为推动力的一个传质过程。当pH为中性时,NH3-N主要以铵离子(NH+4)形式存在,并在水中保持平衡,当pH值为碱性,NH3-N主要以游离氨(NH3)状态存在。吹脱法即是将气体通入含氨氮的碱性废水中,在气液相互接触过程中,使水中溶解的游离氨从液相扩散转移至气相并随着气体流动被带走,从而达到去除氨氮的目的。

  相关研究表明,吹脱塔的吹脱效率与废水温度、pH、气液比有密切关系。随着pH、温度及气液比的增大,对氨氮的吹脱效率和吸收效率呈增长趋势,一般来说pH值要提高到10.8~11.5,水温不低50℃,水力负荷为2.5~5m3/m2•h,气水比为2500~5000范围,吹脱除氨效率可达90%以上。

三、工艺流程说明

  鉴于企业生产废水属于间歇性排放且水量较小,因此采用先收集再集中处理的方式,系统设计规模1m3/h,每天运行6h。

  废水由车间输送管道排入原水箱,由提升泵将废水打入pH调整槽,向其中投加NaOH,调节废水pH在10.5~11.5范围,之后进入中间水箱,再由提升泵将废水打入换热器,通过同热水热量交换,将废水温度提升至55℃后进入吹脱塔。

  为了提高氨氮的去除效率,采用二级吸附塔串联的设计,同时在塔内设置填料,以促进空气和水的充分接触。根据传质种类及性质的不同,分为废水路、气路及吸收液回路,其各运行模式如下:

  (1)水路:废水首先进入一级吹脱塔,再由提升泵将废水打入二级吹脱塔。在吹脱塔内,废水从塔的上部淋洒到填料上形成水滴并流向塔底,同时用风机从塔底吹入空气,使气水充分接触,游离氨从水中逸出被空气带走。进过处理的废水集中在二级吹脱塔底部,由排放水泵排入含氟废水处理系统。

  (2)气路:通过废水风机从二级吹脱塔底部向塔内送气,形成与废水的一次脱氨处理,含有氨的废气从二级吹脱塔顶部排出,从一级吹脱塔底部进入二级吹脱塔,再从顶部排出进入吸附塔,采用吸收液对废气内氨进行吸收,经过净化的气体由风机吸出,形成一个密闭循环系统,从而防止了NH3的外溢造成的二次污染。

  (3)吸收液采用pH在1~2的硫酸溶液,通过吸附塔循环将吸收液从吸附塔顶部输送至吸附塔,同从底部进入的含氨废气充分接触,从而吸附废气中的氨形成硫酸铵溶液。吸收液的循环过程是硫酸铵溶液的浓缩过程,当吸收液中的硫酸铵达到一定浓度后,将吸收液排入硫酸铵收集箱委外处理。