[发明专利]一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置

说明书

本发明公开了一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置，该装置包括至少三个串联相连的脱氮柱，脱氮柱自上而下均包括布水系统(3)、填料层(4)、布气系统(7)、以及放空管(8)，该脱氮柱分离待处理高氨氮废水中的NH₄⁺，这三个脱氮柱通过循环水泵系统串联相连形成循环回路；这三个脱氮柱的上部均与气水分离器(5)、真空泵(6)相连，用于对这三个脱氮柱进行抽真空处理并进行气液分离。本发明通过对装置的整体结构及内部组成、各个细节组件，相应处理方法的整体工艺流程设计、及各个步骤的参数条件进行改进，基于负压脱氮降低废水中氨氮的含量，能够有效解决高氨氮废水(如电解锰锰渣渗滤液)中高浓度氨氮去除率低、药剂成本高的问题。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，更具体地，涉及一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置，尤其适用于电解锰锰渣渗滤液中氨氮的脱除。

背景技术

高氨氮废水是一类常见的工业废水，以锰渣渗滤液为例，锰渣渗滤液属高浓度氨氮工业废水的一种，其氨氮浓度一般可达500mg/L以上，最高甚至有几万mg/L，而且含有大量Mn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等阴阳离子。为解决电解锰行业中锰渣渗滤液带来的水环境污染问题，寻求既经济又实用的处理技术已成为国内外学者普遍关注的焦点。

以前国家环保部门要求电解锰行业去除废水中氨氮采用化学沉淀法，即向含氨氮废水中投加镁的化合物和磷酸或磷酸氢盐，三者反应生成难溶盐MgNH₄PO₄·6H₂O(简称MAP)沉淀，从而去除废水中的氨氮。此方法工艺简单、效率高，但是应用十几年来因此方法产生新的危废数以吨计，给环境造成了大量的污染，并且沉淀药剂投加量大，成本较高。

近年来，国内电解锰厂脱氮工艺大都采用吹脱法，即工程上化学沉淀除锰后，将氨氮废水pH调至11以上，在吹脱塔中通过气液接触，将废水中的游离氨由液相转移到气相吹脱出来。此方法虽然工艺简单，但是调节pH使用的药剂量大、能耗和维护工作量大。而且由于药剂一般选择氢氧化钙，当pH调高至11以上时设备易结垢，降低脱氮效果。因此，吹脱法已不太适用于电解锰渣渗滤液脱氮工艺要求，寻求一种既经济又环保的方法，来降解高氨氮废水(尤其是锰渣渗滤液)中高浓度氨氮已迫在眉睫。

发明内容

针对现有高氨氮废水(如电解锰锰渣渗滤液)中氨氮的去除技术存在药剂调节成本高，二次危废量大的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置，其中通过对装置的整体结构及内部组成、各个组件(如布水系统组件、填料层组件、布气系统组件等)的细节结构，相应处理方法的整体工艺流程设计、及各个步骤的参数条件(尤其是真空度、废水pH值等)进行改进，基于负压脱氮降低废水中氨氮的含量，与现有技术相比能够有效解决高氨氮废水中高浓度氨氮去除率低、药剂成本高的问题，本发明中适用于高氨氮废水的氨氮脱除方法及装置可在较低的药剂投加调节pH的前提下，采用抽真空的方式降低废水液面NH₃分压，使废水中游离的NH₃不断逸出，然后迫使废水中NH₄⁺不断向NH₃转化，并且基于该装置工作过程中的负压，利用布气系统组件可以向该装置内自动补充空气，逃逸出的NH₃含有较少的杂质空气，可以通过吸收工艺进行回收利用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于高氨氮废水的氨氮脱除装置，其特征在于，包括至少三个串联相连的脱氮柱，任意一个所述脱氮柱自上而下均包括布水系统(3)、填料层(4)、布气系统(7)、以及放空管(8)，该脱氮柱分离待处理高氨氮废水中的NH₄⁺，其中，所述布水系统(3)用于向该脱氮柱注入待处理高氨氮废水，所述填料层(4)用于切割该脱氮柱内包含的待处理高氨氮废水的液面，所述布气系统(7)用于向该脱氮柱内通入气体，所述放空管(8)位于该脱氮柱的底部；