[发明专利]含有高氨氮和硝态氮的生产污水回收处理方法

说明书

技术领域

本发明创造属于污水处理领域，尤其是涉及硝酸铵、硝酸氨钙和硝酸磷肥装置排出的含有高氨氮和硝态氮的生产污水的单独或联合处理及回用。

背景技术

硝酸铵、硝酸氨钙和硝酸磷肥装置的生产污水共有的特点是均为装置排出的工艺冷凝液，污水中均含有NH₄NO₃，呈碱性时会含有1000～5000mg/L的游离氨；不同的是，硝酸铵污水中仅含有NH₄NO₃及少量游离氨，而硝酸磷肥生产污水中还含有一定量的COD、悬浮物和氟离子和其他无机盐，硝酸氨钙生产污水中含有钙离子。水质成分如下表所示：

工业上对产水的要求为：

淡水：产水率＞95％，NH₃-N≤10mg/L，TN≤15mg/L

浓缩液：产水率＜5％，TDS＞10％(质量百分比)

目前国内硝酸铵的生产污水处理方法有电渗析法、反渗透法、电渗析+纳滤+电去离子(EDI)膜组合法、离子交换AB床法、传统生化法、氨吹脱法和折点氯化法。它们各自的方法及原理、处理效果及优缺点见下表：

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明针对硝酸铵、硝酸氨钙和硝酸磷肥装置的生产污水的水质特点和出水的水质要求，充分利用反渗透在较低含盐量(主要是NH₄⁺及NO₃^-浓度)时的去除优势，以及电渗析在高含盐量(主要是NH₄⁺和NO₃^-浓度)时的去除优势，采用两级反渗透+电渗析组合工艺方案，根据污水的不同含盐量，选择不同的工艺组合及排序，提高脱盐率，达到浓缩液减量，淡水深度脱盐的目的。处理后产水分为淡水和浓缩液，淡水产水率可达95％以上，水质完全可以达到《污水再生利用设计规范》中循环冷却水的补水水质要求，可作为循环冷却水系统补水或脱盐水站的混床进水进行回用；浓缩液水量为污水量的5％以下，含盐量10～12％(质量百分比)，浓缩液回到工艺装置再次使用，如硝酸磷肥装置，实现真正的零排放。

反渗透膜对常见离子的去除率大小顺序为：

Al³⁺＞Mg²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞NH₄⁺

PO₄^3-＞SO₄^2-＞Cl^-＞NO₃^-

从上述排序可以看出，NH₄⁺、NO₃^-离子是相对较难脱除的离子，因此出水中NH₃-N和TN的含量是处理工艺的关键控制指标，当淡水产水中NH₄⁺、NO₃^-离子达标时，即其脱除率需达到90％以上时，其它离子的脱除率远高于此。

具体处理工艺包括两大步骤：

①预处理

根据污水水质，采取相应的预处理措施，采用换热、中和、臭氧氧化及过滤的预处理方式。

换热的目的是将来水的温度由55℃降至20℃左右以保证反渗透单元污水的脱盐率最高。

中和的目的是保证进入反渗透和电渗析单元的污水的pH在6.5～8.5的范围，延长膜的使用寿命。根据来水的pH值，向水中投加硝酸或氨水调节pH值。

臭氧氧化的目的是去除水中的COD，减少膜的污堵。由于硝酸磷肥装置的污水中的COD高达150mg/l，采用臭氧氧化的方式，不但可以降低水中的COD至50mg/l以下，同时不向水中引入其它离子，避免增加脱盐的难度。臭氧氧化后的污水需进行沉淀处理，去除水中的悬浮物。沉淀池同时还处理后续过滤器反洗的排水和本装置地面排水，沉淀后的污水进入过滤单元继续处理，保证污水无外排。

过滤的目的是去除水中的悬浮物和胶体，保证进反渗透或电渗析单元的污水的SDI＜4，减少膜的污堵。采用多介质过滤器过滤。

②反渗透和电渗析的组合处理工艺