一种去除废水中氨氮的处理方法转让专利
申请号 : CN200810235452.2
文献号 : CN101428889B
文献日 : 2010-12-29
发明人 : 雷春生
申请人 : 江苏工业学院
摘要 :
本发明公开了一种连续、高效去除废水中氨氮的处理方法，先在废水进水管的进口处充入压缩空气，经高压喷嘴射入废水混合反应器；再在混合反应器内加入脱氮剂，废水与脱氮剂混合后，混合液的pH值控制为5～12，混合反应器上空呈负压状态；最后混合后的废水从文丘里管中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池中进行曝气吹脱。本发明具有操作简单、能连续高效去除废水中的氨氮、处理数量大、影响因素少、运行费用低、稳定等特点，氨氮浓度高或低的废水经过一次处理后即可达到5mg/L以下。
权利要求 :
1.一种去除废水中氨氮的处理方法，先在废水进水管(1)的进口处充入压缩空气，经高压喷嘴(3)射入废水混合反应器(5)，废水进水管(1)的进水压力为3～5kg/cm2，充入压缩空气后进水管(1)管道中的压力维持在0.2～2.0Mpa；再在混合反应器(5)内加入脱氮剂，废水与脱氮剂混合后，混合液的pH值控制为5～12，混合反应器(5)上空呈负压状态；最后使混合后的废水从分为渐缩段(10)、喉管段(11)和扩散段(12)三段的文丘里管(7)中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池(8)中进行曝气吹脱，喉管段(11)的喉管直径d2与高压喷嘴(3)的喷嘴直径d1的比值为2.0～2.5，其特征在于：在混合反应器(5)内连续加入脱氮剂，加入量与废水的比例为1～50ppm，脱氮剂是以乳酸乙酯为主，乙酸为辅的有机复合脱氮剂；所述吹脱池(8)截面呈矩形或圆形，内部四周为环跑道，中心为气体通道，中心直径与环跑道直径之比为2∶1，在环跑道式水槽中敷设曝气设备。
2.根据权利要求1所述的一种去除废水中氨氮的处理方法，其特征在于：废水沿着四周环形跑道自上而下溢流，废水在环形跑道中的流速为10～50m/h，废水在池中的水力停留时间为2～6小时。
说明书 :
技术领域
本发明涉及化工、制药、焦化、炼油、农药等工业废水中氨氮的一种连续、高效废水处理方法。
背景技术
高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大，如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究，其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖，但这种方法只能处理低浓度氨氮废水，对于高浓度氨氮会抑制微生物的生长，且脱氮效率不高；物理方法有反渗透、蒸馏等，存在处理成本高，在大生产中无法使用；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等，这些方法经过一次处理后废水中氨氮不能达标排放，还需后续处理。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术中去除废水中氨氮方法的去除率低、工艺流程复杂、水力停留时间长、成本高等问题，提供了一种连续、高效去除废水中氨氮的处理方法。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案包括以下三个步骤：
(A)在废水进水管的进口处充入压缩空气，经高压喷嘴射入废水混合反应器；
(B)在混合反应器内加入脱氮剂，废水与脱氮剂混合后，混合液的pH值控制为5～12，混合反应器上空呈负压状态；
(C)混合后的废水从文丘里管中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池中进行曝气吹脱。
本发明废水进入管道，充入压缩空气，由高压喷嘴喷射到混合器中，充分混合流经文丘里管道后进入走廊式廊道结构的吹脱池中，从曝气池中出来的水即为去除氨氮的废水。该方法具有操作简单、能连续高效去除废水中的氨氮、处理数量大、影响因素少、运行费用低、稳定等特点，氨氮浓度高或低的废水经过一次处理后即可达到5mg/L以下。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案包括以下三个步骤：
(A)在废水进水管的进口处充入压缩空气，经高压喷嘴射入废水混合反应器；
(B)在混合反应器内加入脱氮剂，废水与脱氮剂混合后，混合液的pH值控制为5～12，混合反应器上空呈负压状态；
(C)混合后的废水从文丘里管中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池中进行曝气吹脱。
本发明废水进入管道，充入压缩空气，由高压喷嘴喷射到混合器中，充分混合流经文丘里管道后进入走廊式廊道结构的吹脱池中，从曝气池中出来的水即为去除氨氮的废水。该方法具有操作简单、能连续高效去除废水中的氨氮、处理数量大、影响因素少、运行费用低、稳定等特点，氨氮浓度高或低的废水经过一次处理后即可达到5mg/L以下。
附图说明
下面通过附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明所采用的装置整体结构连接示意图；
图中：1.进水管；2.压缩空气管；3.高压喷嘴；4.释放气体排出管；5.混合反应器；6.阀门；7.文丘里管；8.走廊式廊道结构的吹脱池；9.气体通往吸收装置的排放口；10.渐缩段；11.喉管段；12.渐宽段。
图1是本发明所采用的装置整体结构连接示意图；
图中：1.进水管；2.压缩空气管；3.高压喷嘴；4.释放气体排出管；5.混合反应器；6.阀门；7.文丘里管；8.走廊式廊道结构的吹脱池；9.气体通往吸收装置的排放口；10.渐缩段；11.喉管段；12.渐宽段。
具体实施方式
如图1，在废水进水管1的管道进口处设置压缩空气管2，在该进水管1的管道进口处充入压缩空气，压缩气体可以是空气也可以是氮气，经高压喷嘴3射入废水混合反应器5中。充入压缩气体的作用是为了使进水管1的管道中的压力维持在0.2～2.0MPa，同时使得废水中的溶解性气体呈过饱和状态，挤压氨气分子从水中挥发出来。
在混合反应器5内加入脱氮剂，脱氮剂连续加入，加入量与废水的比例为1～50ppm，脱氮剂是以乳酸乙酯为主，乙酸为辅的有机复合脱氮剂。废水与脱氮剂快速混合后，混合液的pH值控制在5～12，整个混合反应器5内呈负压状态，在脱氮剂和负压的共同作用下，含氨混合气体迅速从液体中挥发出来并从连通混合反应器5上方的释放气体排出管4排出。
混合后的废水从文丘里管7中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池8中进行曝气吹脱，文丘里管7中间设置阀门6。走廊式廊道结构的吹脱池8上口出水端连通气体通往吸收装置的排放口9。文丘里管道7分为渐缩段10、喉管段11和扩散段12三段。混合反应器5内由于连续不断地从高压喷嘴3喷出废水，当进水压力为3～5kg/cm2时，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的最佳比值为2.0～2.5；混合反应器5中真空度≥0.06MPa。在喉管段11中充入压缩空气，气水混合物在喉管段11内进行激烈的能量交换，空气被粉碎成微细的气泡，进入扩散段后，水流流速变慢，在负压的情况下，溶解于水中的空气连同氨气一起释放出来。走廊式廊道结构的吹脱池8整个池子截面呈矩形或圆形，池子内部四周为环跑道，中心为气体通道，中心直径与环跑道直径之比为2：1，在环跑道式水槽中敷设曝气设备。废水沿着四周环形跑道自上而下溢流，控制废水水流流速在10～50m/h，保证废水在池中的水力停留时间为2～6小时，气液比≥200：1，在负压的作用下，吹脱出来的氨气进入氨气回收装置，从曝气池中出来的水即为去除氨氮的废水。
本发明用来吹脱废水中氨气的装置可采用上述结构的吹脱池8或吹脱塔。在吹脱池8的出水端装有氨氮在线检测仪，如不达标，出水回流到吹脱池中再进行吹脱。
以下用7个实施例再详细说明本发明：
实施例1
某制药废水氨氮含量为6000mg/L，流量为5m3/h，在进水管1口中充入压缩空气，维持管道中的压力为0.2MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.2，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为9.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。
实施例2
某化工废水氨氮含量为8000mg/L，流量为10m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.5MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.0，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为10，进入曝气池后水流流速控制在10m/h，在曝气池中流经2.5个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。
实施例3
某制药废水氨氮含量为12000mg/L，流量为20m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.8MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.1，加入20ppm脱氮剂，调节pH值为11.5，进入曝气池后水流流速控制在11m/h，在曝气池中流经6.0个小时后，出水氨氮含量为0.5mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例4
某焦化废水氨氮含量为5000mg/L，流量为10m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.4MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.3，加入50ppm脱氮剂，调节pH值为11.0，进入曝气池后水流流速控制在10m/h，在曝气池中流经5个小时后，出水氨氮含量为0.2mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例5
某化工废水氨氮含量为25000mg/L，流量为50m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为2.0MPa，高压喷嘴3出水压力为5kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.4，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为11.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经6个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例6
某制药废水氨氮含量为30000mg/L，流量为5m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.3MPa，高压喷嘴3出水压力为4kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.5，加入20ppm脱氮剂，调节pH值为12.0，进入曝气池后水流流速控制在15m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为3mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例7
某垃圾渗滤废水氨氮含量为8800mg/L，流量为6m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.3MPa，高压喷嘴3出水压力为4kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.4，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为10.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。
在混合反应器5内加入脱氮剂，脱氮剂连续加入，加入量与废水的比例为1～50ppm，脱氮剂是以乳酸乙酯为主，乙酸为辅的有机复合脱氮剂。废水与脱氮剂快速混合后，混合液的pH值控制在5～12，整个混合反应器5内呈负压状态，在脱氮剂和负压的共同作用下，含氨混合气体迅速从液体中挥发出来并从连通混合反应器5上方的释放气体排出管4排出。
混合后的废水从文丘里管7中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池8中进行曝气吹脱，文丘里管7中间设置阀门6。走廊式廊道结构的吹脱池8上口出水端连通气体通往吸收装置的排放口9。文丘里管道7分为渐缩段10、喉管段11和扩散段12三段。混合反应器5内由于连续不断地从高压喷嘴3喷出废水，当进水压力为3～5kg/cm2时，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的最佳比值为2.0～2.5；混合反应器5中真空度≥0.06MPa。在喉管段11中充入压缩空气，气水混合物在喉管段11内进行激烈的能量交换，空气被粉碎成微细的气泡，进入扩散段后，水流流速变慢，在负压的情况下，溶解于水中的空气连同氨气一起释放出来。走廊式廊道结构的吹脱池8整个池子截面呈矩形或圆形，池子内部四周为环跑道，中心为气体通道，中心直径与环跑道直径之比为2：1，在环跑道式水槽中敷设曝气设备。废水沿着四周环形跑道自上而下溢流，控制废水水流流速在10～50m/h，保证废水在池中的水力停留时间为2～6小时，气液比≥200：1，在负压的作用下，吹脱出来的氨气进入氨气回收装置，从曝气池中出来的水即为去除氨氮的废水。
本发明用来吹脱废水中氨气的装置可采用上述结构的吹脱池8或吹脱塔。在吹脱池8的出水端装有氨氮在线检测仪，如不达标，出水回流到吹脱池中再进行吹脱。
以下用7个实施例再详细说明本发明：
实施例1
某制药废水氨氮含量为6000mg/L，流量为5m3/h，在进水管1口中充入压缩空气，维持管道中的压力为0.2MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.2，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为9.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。
实施例2
某化工废水氨氮含量为8000mg/L，流量为10m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.5MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.0，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为10，进入曝气池后水流流速控制在10m/h，在曝气池中流经2.5个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。
实施例3
某制药废水氨氮含量为12000mg/L，流量为20m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.8MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.1，加入20ppm脱氮剂，调节pH值为11.5，进入曝气池后水流流速控制在11m/h，在曝气池中流经6.0个小时后，出水氨氮含量为0.5mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例4
某焦化废水氨氮含量为5000mg/L，流量为10m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.4MPa，高压喷嘴3出水压力为3kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.3，加入50ppm脱氮剂，调节pH值为11.0，进入曝气池后水流流速控制在10m/h，在曝气池中流经5个小时后，出水氨氮含量为0.2mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例5
某化工废水氨氮含量为25000mg/L，流量为50m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为2.0MPa，高压喷嘴3出水压力为5kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.4，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为11.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经6个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例6
某制药废水氨氮含量为30000mg/L，流量为5m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.3MPa，高压喷嘴3出水压力为4kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.5，加入20ppm脱氮剂，调节pH值为12.0，进入曝气池后水流流速控制在15m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为3mg/L，去除率高达99.99％以上。
实施例7
某垃圾渗滤废水氨氮含量为8800mg/L，流量为6m3/h，在进水管1口充入压缩空气，维持管道中的压力为0.3MPa，高压喷嘴3出水压力为4kg/cm2，喉管段11的喉管直径d2与高压喷嘴3的喷嘴直径d1的比值为2.4，加入10ppm脱氮剂，调节pH值为10.5，进入曝气池后水流流速控制在12m/h，在曝气池中流经3个小时后，出水氨氮含量为2mg/L，去除率高达99.9％以上。