[发明专利]一种超重力强化氨氮废水处理的方法及其装置

说明书

本发明属氨氮废水治理的技术领域，提供一种超重力强化氨氮废水处理的方法及其装置。调节含有氨氮的废水pH值为6‑8，和次氯酸钠溶液经静态混合器送至超重力旋转填料床内，将空气送入超重力旋转填料床，在超重力旋转填料床的强化混合下两溶液均匀混合反应，同时活性炭填料对一氯胺的去除和氯化反应起到促进作用；空气与反应溶液逆向接触，并发生质量传递除去与活性炭反应产生的氨气、混合溶液反应生成的一氯胺、氮气，除氨后的废水和含氮气体从超重力旋转填料床中排出；排出的气体经吸收液排入大气中；废水经处理后达到排放标准直接排放。

技术领域

本发明属于氨氮废水治理的技术领域，具体涉及一种超重力强化氨氮废水处理的方法及其装置。

背景技术

炼焦、煤气、石油加工、金属冶炼和合成橡胶等行业产生的工业废水中含有大量的氨氮，如果不经处理直接排放会引起氨氮污染，氨氮污染带来的水体富营养化会严重影响人类和水生动植物的正常生活。

氨氮废水的处理研究由来已久，也产生了物理法、化学法和生物法等多种处理方法。相较于其他氨氮废水处理方法，折点氯化法是处理低浓度氨氮废水的有效方法之一，它利用次氯酸钠与氨氮废水中的铵离子在中性条件下反应生成氮气的原理，达到处理氨氮废水的目的。其处理过程反应如下：

从上述方程式可以看出，次氯酸钠加到氨氮废水后先跟水反应生成具有氧化性的次氯酸。利用次氯酸根的氧化性将铵根离子氧化成一氯胺，然后次氯酸根将一氯胺氧化成氮气逸出废水，起到降低氨氮浓度的作用。但是从总反应方程式可以看出，随着反应的进行氨氮废水的pH将持续减小。而在pH较小的环境中将发生如下反应：

当pH＜7时二氯胺的生成量开始增加，pH在4.5-5.0时次氯酸根和铵根离子主要发生反应（5）生成二氯胺；而当pH＜4时，主要发生反应（6）产生大量三氯胺。因此在反应过程中采用吹脱法去除水中的一氯胺不仅促进反应（2）向正反应方向进行，而且避免了因pH发生变化产生二氯胺三氯胺引起二次污染。

空气吹脱一般是在水处理的底部放有曝气装置，风机送来的空气被分散成微小的气泡，在废水主体中形成气液两相，废水中的挥发性污染物从液相转移到气相中，随气泡离开液相主体。根据气液平衡理论，当液相中挥发性污染物浓度较高时，传质推动力大，有利于污染物从液相进入气相。但当浓度降低到一定程度时，传质推动力变小，处理效率降低。同时传统曝气反应中的液体湍动程度低，造成液相深处污染物无法快速到达气液相界面，传质效果差。传统的单一曝气吹脱装置或者填料塔中气液湍动程度低，气液接触面积较小，处理效果并不理想。因此加大气液接触面积、增强气液湍动程度，从而提高废水中污染物的吹脱去除率成为近年传统吹脱法的研究热点。吹脱法处理氨氮废水都需要在pH值较高的水体环境下进行，工业上调节氨氮废水pH值的方法是往废水中投入石灰，而投入石灰带来的大量石灰淤泥需要进一步处理，增加了氨氮废水处理的成本而且还会造成输送管道堵塞等问题。超重力旋转填料床利用填料弯曲的孔道促使了液体表面的迅速更新，大大增加了液体的湍动。旋转的填料将液体破碎成细小的液滴、液膜或液丝，其尺度都是在几十微米数量级，相较于传统的填料塔和单一曝气吹脱装置，大大增加了气液接触面积，质量传递速率数倍于填料塔或者单一曝气吹脱装置。