[发明专利]一种废水处理回收氨的装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术和资源循环利用领域，涉及一种废水处理回收氨的装置与方法。

背景技术

化工、焦化、化肥、炼油、冶金等企业是高浓度氨氮废水的主要排放源头，成分复杂，污染物浓度高，难以生化降解，危害性大。目前，工业废水中的氨氮的脱除，通常采用生物法、吹脱法、离子交换法、折点加氯法等，其中生物法是经过硝化和反硝化过程。占地面积大，一次投资费用高，且脱除周期长，将其转化为非活性的气态氮释放到大气中，造成资源料费。也可以采用物理化学方法，CN 2532067Y公开了一种利用物理法废水脱氨氮的装置，通过超声波将NH₃-N化学键断裂破坏其稳定的分子结构，使NH₃-N转化为单分子N₂和NH₃而达到脱除氨氮的目的。该方法由于需要破坏化合键，因此需要较高的能量。

一种高浓度氨氮废水的处理方法，公开号：CN1367147A，公开了一种高浓度氨氮废水的处理方法，依次向废水中加入碱性复合剂生石灰和过氧化钙以及氢氧化钠、过硼酸钠和脱氮剂，搅拌反应后进行曝气，最后加入絮凝剂，沉降分离。但是，据报道，该过程在曝气过程中会产生大量的泡沫，覆盖在废水表面，使反应物无法及时去除，严重影响脱氮效果，难以操作；同时通过空气的吹脱易引起空气污染。

专利CN 1600693A，公开了一种高效脱氨塔，加入脱氨剂调节pH后的废水经过液体分布管，通过除沫器后，经过多次气液传质和曝气反应后从塔底出水口流出，同时有鼓风机将空气泵入塔内向上经过空气分布器，塔板层，除沫器和液体分布管后，从塔顶排出。本方法仅仅是采用的曝气吹脱的方式进行脱氨，容易受曝气效果的影响，曝气不充分脱氮效果不佳，曝气过多，氨气易溢出，造成空气污染。

专利CN2913334Y，公开了一种利用真空负压吹脱废水中氨氮的设备。该设备主要有脱氮罐，翻腾式气体吸收罐或文丘里气体吸收塔和真空抽吸系统组成，通过对含氨氮废水的密封真空脱氮罐上部空间施加真空负压产生抽吸作用，使得废水中的氨氮在常温和无需调整pH前提下转变为NH₃分子逸出水面，而被抽出。在该操作条件下，真空度高达0.09MPa(700mmHg)以上，可以防止空气的污染，但该装置采用筒式脱氨罐，气液接触面积小，才能提高氨氮的脱除率，因此不能有效保证氨氮的脱除效果。

发明内容

本发明提供了一种废水处理回收氨的装置与方法，该方法基于化学平衡和NH₃与H₂O的沸点不同，当温度控制在40-60℃，真空度控制在0.04-0.06MPa时，氨挥发而水并不挥发的原理，利用真空降膜鼓泡脱氨装置，在较低温度下，利用真空、鼓泡强化搅动和降膜加热，扩大了气相与液相的接触面积，强化了氨氮的脱除效果，并利用负压对挥发的氨进行回收避免空气污染。达到了废水净化(氨氮含量低于5mg/L)和氨资源化的效果。

本发明的技术方案是：一种废水处理回收氨的装置，是真空降膜鼓泡脱氨装置，包括降膜加热器、水收集罐、吸收装置和真空装置，具体结构如下：降膜加热器由溶液分配室、两层筛板、筛孔、列管式加热室、蒸汽入口、冷凝水出口和排气口组成。降膜加热器顶部是溶液分配室，设两层筛板，筛板上的筛孔交错布置，进行溶液分布；溶液分配室的上部有气体排出口，排气口与吸收装置和真空装置相连；降膜加热器中部为列管式加热室，由列管组成，壳程为加热蒸汽空间并收集冷凝液，管程为溶液降液管；降膜加热器底部为水收集罐，水收集罐的上部有空气入口和曝气入口，下部有曝气盘，水收集罐的底部是溶液出口，为方便调节在空气入口直接接通大气或连接鼓风机阀门控制进气量。吸收装置是由一级吸收装置和氨吸收装置两部分组成，可以采用多板折流吸收槽也可以利用填料塔吸收器。真空装置为脱氨装置提供真空环境，强化氨氮脱除效果，提高脱氨效率，可以采用真空泵、风机或大气腿。

使用上述装置的方法包括以下步骤：

(1)预处理和保安过滤器除去废水中的固相杂质；

(2)预热器将过滤后的废水利用溶液出口的出水进行预热提高废水温度；

(3)pH调节系统向废水中加入碱性络合剂调节废水的pH；碱性络合剂中氢氧化钠占的质量比例为0～2％，碱性络合剂可以为多聚磷酸钠等。

(4)该方法利用真空降膜鼓泡脱氨装置将废水中的氨氮转化为游离氨，从废水中逸出，降膜加热、真空和鼓泡强化了氨氮转化为游离氨的效果；控制废水温度在40-60℃，在此温度下游离氨逸出溶液，而水不会挥发。如果有其他废气如挥发酚，利用一级吸收装置进行吸收，氨吸收装置回收氨。