[发明专利]一种压力可调节的废水除氨氮系统

说明书

本发明公开了一种压力可调节的废水除氨氮系统，该废水除氨氮系统包括第一加药管道混合器，进水口通过带第一阀门的输液管、进水泵与进水总管连通，出水口与设置有第一pH在线检测仪的第一输送管连通。箱体内部沿纵向设有两个隔板，用于将箱体依次分为正压区、负压区和吹脱区；正压区进水口与第一输送管连通，顶部出气口连接带第二阀门的第一排气管；负压区顶部进水口通过带第三阀门的第二输送管与正压区连通，顶部与抽气机构连通；吹脱区进水口通过带第四阀门的第三输送管与负压区连通，顶部出气口与第二排气管连通，内部设有与供气机构连通的第一曝气机构，底部与带第五阀门的排水总管连通；本发明运行成本低、氨氮去除率高且不产生二次污染。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种压力可调节的废水除氨氮系统。

背景技术

氨氮指的是以游离氨(NH₃)的形式存在于水溶液中的氮，废水中的氨氮主要有两种存在形式，氮元素在水中的存在形式主要以氨氮(NH₃-N)和铵离子(NH⁴⁺)存在，pH值大小对其存在形式有非常重要的影响，氨氮主要受两方面因素的影响，分别是自然过程和人类活动。自然过程指的是大气产生的降水降尘、生物之间产生的固氮反应等。人类活动主要表现为：生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、含氮的汽车尾气的直接排放。大量的氨氮进入地表后会对水体产生极坏的影响，全国废水中氨氮排放量持续升高，加速水藻的生长、导致严重的富营养化、产生毒性的亚硝酸盐、消耗水中溶解氧，这些导致水生生物种类减少甚至灭绝，还会对人的身体健康都产生极大的危害。

传统的脱氨氮技术主要有气吹脱法、化学沉淀法、离子交换法和膜分离法等。

气吹脱法，顾名思义就是通过在废水池外增设鼓风机装置，向池内通入气体，将易挥发性的物质从水体中吹脱分离出来。基于气液平衡和传质速度理论，氨吹脱法主要包含蒸汽吹脱法和空气吹脱法。吹脱法的基本原理利用氨氮具有挥发性的特点，通过改变条件并维持溶液趋于稳定状态时，氨氮的浓度与实际氨氮浓度存在一定差异的方法，通入空气进行吹脱。由于废水外气相环境的氨浓度总是小于吹脱出水气相中的平衡浓度，离子态铵转化为分子态氨，通入空气后，废水中溶解的气体和挥发性溶质不断地穿过气液界面进入气相，使废水中的氨得以脱除。蒸汽吹脱法和空气吹脱法相比氨氮去除率更高，但是蒸汽的产生能耗过高，而虽然空气吹脱法氨氮去除率相对较低，但是能耗较低，运维难度小，因此根据不同运行场景会选用不同的吹脱方式进行预处理，后搭配其他处理方法使用。但气吹脱法内部填料使用寿命越长氨氮去除率会降低，同时吹脱出来的氨直接进入环境会造成二次污染。

化学沉淀法去除氨氮是始于20世纪60年代，在90年代兴起的一种新的处理方法，是指为了达到去除废水中氨氮，在一定的工艺条件下(温度、pH值、反应时间等)向废水中投加对应的化学物质进行化学反应，使其与废水中的氨氮反应形成沉淀，后与水分离从而实现氨氮的去除。化学沉淀法去除氨氮的原理是NH⁴⁺、Mg²⁺、PO4^3-在碱性水溶液中生成沉淀。在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)₂、H₃PO₄与NH⁴⁺反应生成MgNH₄PO₄·6H₂O(鸟粪石)沉淀，该沉淀物经造粒等过程后，可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9-11。pH值＜9时，溶液中PO4^3－浓度很低，不利于MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀生成；如果pH值11，此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH₄PO₄·6H₂O更难溶于水的Mg₃(PO4)₂的沉淀。同时，溶液中的NH⁴⁺将挥发成游离氨，不利于废水中氨氮的去除。因此虽然利用化学沉淀法，可使废水中氨氮作为肥料得以回收，但也会导致化学沉淀法去除氨氮操作难度大，运行成本高。