一種霧化分散處理氨氮廢水的方法及裝置與流程

本發明涉及環境污染水處理領域，尤其是涉及一種霧化分散處理氨氮廢水的方法及裝置。

背景技術：

隨著化肥、石油化工、焦化、畜禽養殖等行業的迅速發展壯大，由此產生的高濃度氨氮廢水也成為限制行業發展的因素之一。氨氮廢水排入水體不僅會引起水體富營養化、造成水體黑臭，而且對人群及生物還會產生毒害作用。因此，國家對排放廢水中氨氮濃度有嚴格的規定和限制(GB8978-2015《污水綜合排放標準》規定一級排放標準是氨氮濃度小于8mg/L，二級排放標準是氨氮濃度小于25mg/L)。

對于高濃度氨氮廢水，國內外較為成熟的處理工藝是采用汽提或吹脫工藝。

汽提是采用調整酸堿度的廢水在高溫下與水蒸氣進行傳質傳熱，從而實現將氨氮從廢水中分離出來的目的。處理每噸廢水需要200-300kg蒸汽耗量，能耗較高，從而阻礙了其普及應用。

吹脫是以空氣作為載體，將空氣通入待處理廢水中，使氣液相互充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除氨氮的目的。氨氮的吹脫效率雖能達到85-90％，但用在廢水處理中，出水卻難以達到國家排放標準。特別是應用于低濃度(<400mg/L)氨氮廢水處理時，其吹脫效率大大降低。

而連續化學沉淀法雖然投資和占地面積都比生物法小，但藥劑消耗量大，處理藥劑成本高，容易造成二次污染，而且出水水質也難以達到國家一級或二級排放標準。

技術實現要素：

為解決現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種能耗低、氨氮回收效率高、受環境溫度影響小的霧化分散處理氨氮廢水的方法及裝置，旨在解決現有高濃度氨氮廢水處理技術，吹脫塔易結垢，汽提受環境溫度影響大的缺點。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種霧化分散處理氨氮廢水的方法，包括以下步驟：

A.預處理：將高濃度氨氮廢水進行均質處理，然后進行沉淀過濾，去除廢水中的懸浮物。

B.pH調節：將經預處理過的廢水送入調節池，采用pH調節劑將廢水的pH調至9-14。

C.霧化：將調節池內的廢水引入霧化裝置，霧化后得到霧相與液相，并將液相排入生化池內。

D.氣液分離：將霧化裝置輸出的霧相經加熱/保溫處理后送入氣液分離裝置中，在重力作用下，實現氨氣相與液相的自行分離。

E.氨氣回收：將經氣液分離裝置中得到的液相排入生化池內，同時將氨氣相通入回收裝置，利用稀酸對氨氣相進行吸收并得到吸收液。

F.蒸餾：吸收液經蒸餾濃縮后，可作為氮肥類產品使用。

進一步的，所述的霧相中氨的濃度是指游離氨和銨離子的綜合。

一種霧化分散處理氨氮廢水的裝置，包括霧化裝置、加熱保溫裝置、氣液分離裝置和回收裝置，所述的霧化裝置內通過若干塊支撐板分隔形成若干層霧化層，霧化層內設有進水區、出水區與若干霧化區；所述的霧化裝置內安裝有出霧管，每層出霧管在一定高度開有若干進霧孔，進霧孔的位置由霧化區的霧化高度而定；上層霧化層的出水區對應連通下層霧化層的進水區；所述進水區內設有水簾，出水區底面開有若干出水孔，霧化區內安裝有霧化器，所述的霧化器可為超聲霧化器或高壓霧化器；所述進水區與出水區之間設有擋板，進水區與霧化區之間、相鄰霧化區之間、霧化區與出水區之間均設有溢流板；所述的出霧管底部設有排水口，出霧管末端裝有引風機并先后連接加熱保溫裝置與氣液分離裝置，氣液分離裝置與回收裝置之間安裝有引風機。

進一步的，所述的溢流板的高度呈階梯分布。

作為優選，所述的超聲霧化器由超聲換能片與聚能霧化噴嘴組成。

進一步的，所述的霧化裝置上方設有進水管，霧化裝置底部設有出水管與支腳，進水管與第一層霧化層的進水區連通，出水管與最底層的霧化層的出水區連通。

進一步的，所述氣液分離裝置內由若干隔板分成若干區間，氣液分離裝置底部設有液體收集裝置，所述氣液分離裝置進口處裝有引風機。

本發明的有益效果：(1)本發明的處理工藝中，采用超聲或高壓霧化裝置對高濃度氨氮廢水進行霧化，形成微米級霧滴，大大增加了液滴的比表面積，極大地提高廢水中游離氨從液相中逸出的速率和效率；另一方面由于超聲空化效應、機械效應和熱效應，在超聲波的作用下，氨氮廢水溫度會有所升高，液體分子間的引力減小，液體的黏度和表面張力也隨之降低，有利于游離氨從液相中分離出來。

(2)本發明的裝置采用空塔噴霧，取消了填料，有效避免了由于填料板結、老化而產生的溝流和死區，以及對管道的阻塞問題，解決了常規汽提脫氨工藝中塔設備結垢問題，降低了設備運行負荷，同時也減小了設備體積，降低了建設投入成本。

(3)本發明的裝置采用超聲霧化或高壓霧化，霧化裝置后設置加熱/保溫裝置，保證逸出的游離氨濃度不隨溫度的變化而變化，解決了常規吹脫工藝處理效率受環境溫度影響大的缺點，設備霧化效果穩定，氨氮去除效率穩定。

(4)本發明采用稀酸等吸收液對含氨氣相進行吸收回用，在實現資源再生創造經濟價值的同時，有效避免了二次污染。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖。

圖2為本發明的結構示意圖。

圖3為本發明的霧化裝置的A-A的剖面圖。

圖4為本發明的霧化裝置的B-B的剖面圖。

具體實施方式

實施例1，如圖1所示，

將氨氮濃度為2000mg/L的廢水進行均質處理，然后進行沉淀過濾，去除廢水中懸浮物，將經預處理過的廢水送入pH調節池，采用氫氧化鈉將廢水的pH調至堿性，將調節池內的廢水引入霧化裝置，控制廢水流速以控制其在霧化裝置內的停留時間，反應40min后測得出水口液相的氨氮濃度為12.69mg/L，已達到了國家規定的二級排放標準，并將液相排入生化池內，將霧化裝置輸出的霧相經保溫處理后送入氣液分離裝置中，在重力作用下，實現氨氣相與液相的自行分離，氣液分離后所得液相的氨氮濃度在10-30mg/L，將其排入生化池，經生化處理后達到國家排放標準，同時將氨氣相通入回收單元，利用稀酸對氨氣相進行吸收并得到吸收液，N在吸收液中主要以銨鹽的形式存在，經蒸餾濃縮后可作為氮肥類產品使用。

實施例2，如圖1所示，

將氨氮濃度為5000mg/L的廢水進行均質處理，然后進行沉淀過濾，去除廢水中懸浮物，將經預處理過的廢水送入pH調節池，采用氫氧化鈣將廢水的pH調至堿性，將調節池內的廢水引入霧化裝置，控制廢水流速以控制其在霧化裝置內的停留時間，反應60min后測得出水口液相的氨氮濃度為14.81mg/L，已達到了國家規定的二級排放標準，并將液相排入生化池內，將霧化裝置輸出的霧相經保溫處理后送入氣液分離裝置中，在重力作用下，實現氨氣相與液相的自行分離，氣液分離后所得液相的氨氮濃度在10-30mg/L，將其排入生化池，經生化處理后達到國家排放標準，同時將氨氣相通入回收單元，利用稀酸對氨氣相進行吸收并得到吸收液，N在吸收液中主要以銨鹽的形式存在，經蒸餾濃縮后可作為氮肥類產品使用。

如圖2、3、4所示，

本發明的霧化層內包括進水區、霧化區與出水區，廢水先后經過進水區、霧化區與出水區。廢水通過提升泵從進水管4進入第一層霧化層的進水區，水簾2能有效切割水柱形成水霧的同時緩解水流沖擊力，有效促進廢水霧化；隨后水霧陸續經過霧化區內，在霧化器19的作用下，形成微米級霧滴，大大增加了液滴的比表面積，有利于游離氨和銨離子從液相中分離出來，同時形成霧相，隨后霧相在引風機6的作用下由該層的進霧孔7進入出霧管5，經加熱保溫裝置7進入氣液分離裝置9，保證逸出的游離氨濃度不隨溫度的變化而變化，氣相通過引風機6進入回收裝置11。氣液分離裝置9中的液相經液體收集裝置12收集后從出水管10排入生化池，廢水經生化池處理后，可達到國家一級排放標準。所述的出霧管5底部設有排水口16，出霧管5內液體累積到特定液位時，方便進行排空。而霧化裝置3中的液相繼續經本層的出水區流入下層霧化層的進水區，如此反復，經層層霧化后，廢水內的游離氨和銨離子基本被分離出來。隨后，廢水從最后一層霧化層的出水區經出水管15排入生化池。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。