一種高氨氮廢水的氨吹脫工藝及其裝置的制作方法

本發明屬于高氨氮廢水處理技術領域，特別是涉及一種高氨氮廢水的氨吹脫工藝及其裝置。

背景技術：

由于高氨氮廢水(如垃圾滲濾液、化工廢水等)對環境危害極大，并難以處理，為滿足公眾對環境質量不斷提高的要求，國家對氨氮制訂了越來越嚴格的排放標準，開發經濟、高效的脫氮技術已成為水污染工程領域的重點和熱點。

近幾年來，國內外對氨氮廢水處理方面開展了較多的研究。雖然許多方法都能有效去除氨氮，但真正用于高濃度氨氮廢水處理的只有少數幾種，在高濃度氨氮廢水行業，特別是垃圾滲濾液處理行業，氨氮常高達2000mg/L以上，若直接進行生物脫氮，則處理工藝流程長，能耗高，而且反硝化過程往往需要投加大量有機碳源，運行成本高，最終出水也難以達到新的排放標準，尤其是總氮難以達到排放標準。因此，高氨氮廢水一般需要采用預處理方法進行脫氨。

目前，常用的預處理方法有化學沉淀法(MAP)、折點加氯法以及氨吹脫等。

化學沉淀法(MAP沉淀法)去除效率較好，且不受溫度限制，操作簡單，形成含磷酸銨鎂的沉淀污泥可用作復合肥料，實現廢物利用，從而抵消一部分成本；如能與一些產生磷酸鹽廢水的工業企業以及產生鹽鹵的企業聯合，可節約藥劑費用，利于大規模應用，但化學沉淀法由于受磷酸銨鎂溶度積的限制，廢水中的氨氮達到一定濃度后，再投入藥劑量，則去除效果不明顯，且投入成本大大增加，產生的污泥較多，處理成本高，且投加藥劑時引入的氯離子和余磷易造成二次污染，在高濃度氨氮廢水行業很少采用。

折點加氯法的脫氨效率高，去除率可達到99％以上，效果穩定，投資設備少，反應速度快、徹底。但折點氯化法的加藥量大，處理成本高，且副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染，一般適用低氨氮濃度(<50mg/L)的廢水，多用于氨氮廢水的深度處理。

氨吹脫法去除氨氮效果較好，操作簡便，易于控制，適合用于高氨氮廢水的脫氨處理，是目前最常用的高氨氮廢水預處理技術。但傳統的氨吹脫法首先是向高氨氮廢水中加入石灰或石灰乳，調節廢水的pH至強堿性環境，使其發生沉淀反應，然后將沉淀后的上清液進行氨吹脫，這種方式存在的問題是在加堿調節pH進行沉淀的過程中，同時會產生大量的氨氣，這會帶來嚴重的二次污染問題，而且吹脫塔內經常結垢，低溫時氨氮去除效率低，使得傳統的氨吹脫技術的使用具有一定的局限性。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述傳統的氨吹脫技術中二次污染問題嚴重，脫氨效率低，以及吹脫塔內經常結垢的技術問題，提供一種高氨氮廢水的氨吹脫工藝及其裝置，大幅度提高脫氨效率，避免了二次污染，降低了運行成本。

技術方案

為了實現上述技術目的，本發明設計一種高氨氮廢水的氨吹脫工藝，其特征在于，它包括以下幾個步驟：

第一步，高氨氮廢水與石灰或石灰乳分別進入氨吹脫反應系統，調節廢水的pH；

第二步，向第一步調節后的廢水中鼓入空氣，進行氨吹脫，得到上清液與氨氣；

第三步，向第二步氨吹脫后得到的上清液中加入強酸進行pH回調，步驟(2)得到的氨氣采用硫酸吸收。

進一步，所述第一步的pH調節過程中進行不斷的攪拌，最終pH應調節至10-13之間；

所述第二步是通過鼓風機向氨吹脫反應系統的底部鼓入空氣，并采用射流曝氣的方式進行曝氣，控制系統中的氣水比為1000～5000，然后利用生化系統的余熱對系統進行加熱，此時系統中不斷產生氨氣與大量的白色泡沫，氨氣上升至集氣區排出至氨氣吸收裝置中，泡沫上升至泡沫區，通過反應器的上部的清水噴淋裝置以一定的速度向下噴淋清水，以減少泡沫的產生，通過反應器上方的溢流裝置將泡沫溢流出系統進行后處理；同時系統中產生大量的顆粒物，顆粒物沉淀至反應器底部的沉淀區，部分沉淀通過污泥回流泵回流至石灰或石灰乳箱進行循環利用，剩余污泥通過排泥閥排出系統；系統最后產生的上清液進入pH回調箱。

所述第三步的pH值回調過程中需控制pH至6.0-8.5之間；同時，第三步采用硫酸吸收得到的硫酸銨作為銨肥回收利用。

用于上述高氨氮廢水的氨吹脫工藝的裝置，其特征在于：它包括原水箱、氨吹脫反應器、石灰或石灰乳箱、清水箱、pH回調箱、產水箱、氣體吸收器、硫酸銨回收箱；

原水箱與氨吹脫反應器連接，連接管路上裝有第一進水泵；石灰或石灰乳箱與氨吹脫反應器連接，連接管路上裝有第一加藥泵；清水箱與氨吹脫反應器連接，連接管路上裝有第二進水泵；氨吹脫反應器的出水輸出端與pH回調箱連接，pH回調箱與產水箱連接；氨吹脫反應器的泡沫輸出端與泡沫處理裝置連接；氨吹脫反應器的氨氣輸出端與氣體吸收器連接，氣體吸收器的輸出端與硫酸銨回收箱連接。

進一步，所述氨吹脫反應器由反應區、沉淀區及泡沫區三部分組成。反應區內部設有pH計，以控制廢水的pH，底部設有射流曝氣器，射流曝氣器的進氣端與外部的鼓風機連接，射流曝氣器的進水端與第一進水泵的出口端連接，連接管路上裝有控制閥；反應區的底部還設有生化系統余熱熱源連接端口。沉淀區的底部污泥輸出端連接回石灰或石灰乳箱，連接管路上設有排泥閥與污泥回流泵。泡沫區的上方設有噴淋裝置，以減少泡沫的大量產生，噴淋裝置的進水端與第二進水泵的出口端連接；噴淋裝置的上方為氨氣集氣區。

進一步，所述氣體吸收器的進口端與硫酸箱連接，連接管路上裝有第二加藥泵。

進一步，所述石灰或石灰乳箱與pH回調箱中分別設有第一攪拌機與第二攪拌機。

有益效果

本發明通過將加堿pH調節后的沉淀過程與氨吹脫過程設置在一個密閉的反應裝置內進行，并通過射流曝氣方式進行曝氣，同時充分利用生化系統的余熱對高濃度氨氮廢水進行升溫，這樣大大提高了脫氨效率；而且將系統中產生的沉淀污泥進行了回流，節約了石灰或石灰乳的使用量，最終對系統產生的氨氣采用硫酸吸收，得到的硫酸銨作為銨肥回收利用，使得整個系統不僅無二次污染，而且脫氨效率高、運行成本低，從而使本技術的推廣和應用更加廣泛。

附圖說明

附圖1是本發明實施例的工藝流程圖。

附圖2是本發明實施例的設備連接關系示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步說明。

實施例

如附圖2所示，一種高氨氮廢水的氨吹脫工藝的裝置，它包括原水箱4、氨吹脫反應器7、石灰或石灰乳箱1、清水箱14、pH回調箱19、產水箱22、氣體吸收器26、硫酸銨回收箱27；

原水箱4與氨吹脫反應器7連接，連接管路上裝有第一進水泵5；石灰或石灰乳箱1與氨吹脫反應器7連接，連接管路上裝有第一加藥泵3；清水箱14與氨吹脫反應器7連接，連接管路上裝有第二進水泵13；氨吹脫反應器7的出水輸出端與pH值回調箱20連接，pH值回調箱20與產水箱22連接；氨吹脫反應器7的泡沫輸出端與泡沫處理裝置23連接；氨吹脫反應器7的氨氣輸出端與氣體吸收器26連接，氣體吸收器26的輸出端與硫酸銨回收箱27連接。

所述氨吹脫反應器7由反應區8、沉淀區9及泡沫區10三部分組成。反應區8內部設有pH計11，以控制廢水的pH值，底部設有射流曝氣器15，射流曝氣器15的進氣端與外部的鼓風機16連接，射流曝氣器15的進水端與第一進水泵5的出口端連接，連接管路上裝有控制閥6；反應區8的底部還設有生化系統余熱熱源連接端口17，沉淀區9的底部污泥輸出端連接回石灰或石灰乳箱1，連接管路上設有排泥閥18與污泥回流泵19；泡沫區10的上方設有噴淋裝置12，以減少泡沫的大量產生，噴淋裝置12的進水端與第二進水泵13的出口端連接；噴淋裝置12的上方為氨氣集氣區。

所述氣體吸收器26的進口端與硫酸箱24連接，連接管路上裝有第二加藥泵5。

所述石灰或石灰乳箱1與pH回調箱20中分別設有第一攪拌機1與第二攪拌機21。

利用上述裝置進行氨吹脫工藝過程如下：

第一步，將高氨氮廢水與石灰或石灰乳分別泵入氨吹脫反應器，在不斷攪拌的條件下，調節廢水的pH至10～13之間；

第二步，通過鼓風機向氨吹脫反應系統的底部鼓入空氣，并采用射流曝氣的方式進行曝氣，控制系統中的氣水比為1000～5000之間，然后利用生化系統的余熱對系統進行加熱，此時系統中不斷產生氨氣與大量的白色泡沫，氨氣上升至集氣區排出至氨氣吸收裝置中，泡沫上升至泡沫區，通過反應器的上部的清水噴淋裝置以一定的速度向下噴淋清水，以減少泡沫的產生，通過反應器上方的溢流裝置將泡沫溢流出系統進行后處理；同時系統中產生大量的顆粒物，顆粒物沉淀至反應器底部的沉淀區，部分沉淀通過污泥回流泵回流至石灰或石灰乳箱進行循環利用，剩余污泥通過排泥閥排出系統；系統最后產生的上清液進入pH回調箱。

第三步，向上述氨吹脫后得到的上清液中加入強酸，進行pH回調至6.0-8.5后進入產水箱；同時第二步產生的氨氣采用硫酸進行吸收，得到的硫酸銨作為銨肥回收利用。

本發明通過將加堿pH值調節后的沉淀過程與氨吹脫過程設置在一個密閉的反應裝置內進行，并通過射流曝氣方式進行曝氣，同時充分利用生化系統的余熱對高濃度氨氮廢水進行升溫，這樣大大提高了脫氨效率；而且將系統中產生的沉淀污泥進行了回流，節約了石灰或石灰乳的使用量，最終對系統產生的氨氣采用硫酸吸收，得到的硫酸銨作為銨肥回收利用，使得整個系統不僅無二次污染，而且脫氨效率高、運行成本低，從而使本技術的推廣和應用更加廣泛。