CN102190386B

CN102190386B - 一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法

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Publication number: CN102190386B
Application number: CN2011100842928A
Authority: CN
Inventors: 张统; 董春宏; 孙胜利; 史玉梅; 李志颖; 周新生
Original assignee: Engineering Design and Research Institute of General Armament Department
Current assignee: Engineering Design and Research Institute of General Armament Department
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2031-04-02
Also published as: CN102190386A

Abstract

本发明提供了一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，是将200mg/L～50000mg/L或更高的含氨(铵)废水依次经pH调节、混凝、聚凝、过滤后，再通过可控氨回收膜对氨进行分离回收，出水氨的浓度依据后续处理要求可通过pH调节进行控制，最低可处理到10mg/L以下，经可控氨分离膜分离出的游离氨经稀酸吸收后可作为肥料或工业原料使用，过滤产生的污泥浓缩后外运。本发明属物化处理工艺，采用本工艺进行高氨(铵)废水处理，可有效去除废水中的高氨(铵)氮，具有运行费用低、去除效率高、占地面积省等显著特点。

Description

一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法

技术领域

本发明涉及水净化领域，具体地说，涉及一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法。

背景技术

氨是重要的工业原料，在制药、食品加工、稀土冶炼等多种行业中得到了广泛应用，但同时，过多的氨会成为环境污染的重要组成部分，不仅生活污水中存在氨污染，而且在稀土、发泡剂、催化剂、农药、味精、化肥、皮革、火药、焦化、炼油、肉类加工等众多行业中也存在高氨污染，氨氮浓度由200mg/L到100,000mg/L不等，远高于生活污水中氨的浓度，即使是垃圾填埋产生的渗滤液，其中氨的浓度也高达1000mg/L～10000mg/L。这些高氨废水，其含盐量往往也非常高，有的含盐量甚至高达16％，远远高于海水的含盐量(2％～4％)。而现有标准对水中氨的要求非常严，因此高氨废水中氨氮的去除成为亟待解决的问题。

目前采取的高氨废水处理技术可分为三大类，一是生物处理技术，二是化学处理技术，三是物化处理技术。

生物处理主要有短程硝化反硝化、同步硝化反硝化以及生化氧化法，其特点是能耗相对较低，但处理周期长，出水氨氮难满足排放要求，尤其是生物氧化法，通过好氧生物将氨态氮转化为硝态氮，由于氧化周期长，使得出水悬浮物浓度高，泥水分离困难，而且总氮难满足达标需求。

氨氮的化学处理，就是将废水中的氨态氮，通过投加镁盐和磷酸盐，并经过pH调节后，转化为磷酸铵镁(俗称鸟粪石)，再将磷酸铵镁从***中分离出来。此方法不仅需要消耗大量的氯化镁、磷酸盐等，而且工程中对铵的去除率有待提高，处理后有相当部分的铵盐仍留在***中，很难满足达标或排放要求。

物化处理技术又可分为空气吹脱技术和加热精馏技术，就是先通过pH调节将废水中的离子态高铵转化为游离态或分子态的氨，再通过空气吹脱或加热精馏将分子态的氨从体系中去除。采用吹脱技术除氨由于需要大量的空气，因此具有动力消耗大，吹脱塔易结垢，容易产生二次污染以及出水难满足要求等特点。采用加热精馏技术除氨，具有回收氨纯度高等优点，但由于蒸氨需要加热、蒸出的气态氨和釜底馏出液都需要冷量冷却，因此能耗较高，工程上在合成氨工业应用较多，但由于精馏操作难度大，出水一般还需深度处理，否则很难满足排放要求。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，其是将高氨(铵)废水依次经除渣、pH调节、混凝、聚凝、过滤后再通过可控氨回收膜对氨进行分离回收。

前述的方法，还包括对分离出的游离氨经稀酸吸收后蒸发浓缩的步骤。

前述的方法，除渣使用的格栅或筛网孔径为1mm～5mm。

前述的方法，所述pH调节是指在搅拌状态下投加碱性物质，所述碱性物质为氧化钙的乳浊液和/或10g/L～500g/L的氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠溶液。

前述的方法，所述混凝是指在搅拌状态下投加混凝剂，并连续搅拌0.5min～3min，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁的水溶液，投加进废水中形成的浓度为100mg/L～6000mg/L.

前述的方法，所述聚凝是指在搅拌状态下投加聚凝剂，并连续搅拌0.5min～3min，所述聚凝剂为化学式量在300万～1600万的阴离子、阳离子或非离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加进废水中形成的浓度为0.5mg/L-20mg/L。

前述的方法，过滤后将粒径大于30μm的物质从废水中去除。

前述的方法，所述稀酸为5％～20％的硫酸且循环使用。

前述的方法，所述蒸发浓缩是指当吸收液的pH＞2时，即可排出进行加热蒸发浓缩，以得到晶体状硫酸铵。

本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

本发明提供的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，是将高氨(铵)废水依次经除渣、pH调节、混凝、聚凝、过滤后，再通过可控氨回收膜对氨进行分离回收，出水中氨合乎要求后，才进入下段处理工序或外排，由膜分离出的游离氨经稀酸吸收后再通过蒸发浓缩得到硫酸铵晶体，可作为肥料或工业原料使用；过滤产生的污泥浓缩后外运。所述除渣是指用格栅或筛网等去除废水中的浮渣、树枝树叶、塑料片、石块等粗大的悬浮物；pH调节是指在搅拌状态下投加碱性物质，以形成所需pH值的混合液，使离子态铵充分转化为游离态氨；所述混凝是指在搅拌状态下投加混凝剂，以形成矾花；聚凝是指在搅拌状态下投加聚凝剂至0.5mg/L～20mg/L，以便将矾花凝聚在一起形成大的颗粒物质；过滤是指通过装置将水中的大颗粒物质与水进行分离；氨回收膜分离是指高氨废水中的游离氨透过膜后被酸性吸收液吸收；蒸发浓缩是指将氨吸收达到饱和的吸收液，送入加热蒸发设备，通过蒸发浓缩得到晶体状硫酸铵。

其中，所述pH调节是指为满足氨去除率x(0≤x＜1)，需用碱性物质将pH调整到公式

所表示的pH值。

所述过滤是指通过过滤器等装置将水中粒径大于30μm的颗粒物质或矾花从含氨水中分离出去。

所述可控氨回收膜分离是指将调过pH值的高氨水，经过专用氨分离膜，其中的绝大部分游离氨被分离出去，而出水中剩余的总氨(小部分游离氨及离子铵的和)依据后续要求可通过pH进行调整。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

(1)本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，处理工艺流程短，设备设施可紧凑布设，因此占地省，管理方便。

(2)本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，一次性可以去除60％～99.5％的氨，70％以上的无机磷，75％以上的悬浮物和部分化学需氧量，因此处理效率高。

(3)本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，属于物化处理工艺，启停方便，可连续或间歇运行，因此适应能力强。

(4)本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，主要消耗电能、少量的絮凝剂、聚凝剂和硫酸，因此运行费用低。

(5)本发明的一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，膜出水氨氮浓度可通过去除率x按照公式

所计算出的pH值进行控制，因此出水氨氮可控，为后续对氨的要求提供了可靠保障。

附图说明

图1为本发明较佳实施例基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本实施例采用的各种药剂均为市购；采用的可控氨回收膜系由天津兰海净源环保科技有限公司生产，商品型号为LH-4040。

实施例1

某化工集团高氨废水净化处理，处理规模为240m³/d，水质氨氮为3000mg/L～9000mg/L，平均为4200mg/L，COD为2000mg/L～3000mg/L，平均2520mg/L；要求出水氨氮小于50mg/L，COD小于100mg/L。废水经格栅(孔径为1mm)除渣后，搅拌状态下，先投加氧化钙的乳浊液和10g/L的氢氧化钠，将pH值调至11.6后，按100mg/L的浓度投加聚合氯化铁进行混凝，再投加1.5mg/L阴离子聚丙烯酰胺(化学式量1000万)进行聚凝，形成絮体，过滤后将粒径大于30μm的物质从废水中去除，经可控氨回收膜分离后，出水氨氮为40.0mg/L，COD为90mg/L，pH值为9.35。吸收液采用12％的硫酸进行循环使用，当pH＞2时进行更新。废水中氨的平均去除率达98.6％以上。

实施例2

某稀土公司高氨废水净化处理，处理规模600m³/d，水质氨氮为4000mg/L～5000mg/L，平均为4350mg/L，COD大于250mg/L，悬浮物为600mg/L，要求出水氨氮小于25mg/L，COD小于150mg/L。废水经格栅(孔径为3mm)除渣后，搅拌状态下，先投加氧化钙的乳浊液和250g/L的氢氧化钠，将pH调至11.8后，按80mg/L的浓度投加聚合氯化铁进行混凝，再投加1.2mg/L阳离子聚丙烯酰胺(化学式量1200万)进行聚凝，形成絮体，过滤后将粒径大于30μm的物质从废水中去除，经可控氨回收膜分离后，出水氨氮为20.0mg/L，COD为130mg/L，pH值为9.32。吸收液采用8％的硫酸进行循环使用，当pH＞2时进行更新。废水中氨的平均去除率达99.5％以上。

实施例3

某农药厂高氨废水净化处理，处理规模为700m³/d，水质氨氮为20000mg/L～30000mg/L，平均为24700mg/L，悬浮物为200mg/L，COD为2000mg/L；要求出水氨氮为15mg/L。为保证后续处理达标有效，按回流比2∶1进行回流稀释法，即处理时设计流量为2100m³/d，由此氨氮浓度变为6700mg/L～10000mg/L，平均8230mg/L。将原水经格栅(孔径为5mm)除渣，搅拌状态下，先投加氧化钙的乳浊液和500g/L的氢氧化钠，将pH调至12.3后，按300mg/L的浓度投加聚合氯化铁进行混凝，再投加5mg/L非离子型聚丙烯酰胺(化学式量1600万)进行聚凝，形成絮体，过滤后将粒径大于30μm的物质从废水中去除，经可控氨回收膜分离后，出水氨氮为12.0mg/L，悬浮物为25mg/L，COD为250mg/L，pH为9.40。吸收液采用20％的硫酸进行循环使用，当pH＞2时进行更新。废水中氨的平均去除率达99.9％以上。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种基于膜技术的高氨氮废水可控氨回收方法，其特征在于，将高氨废水依次经除渣、pH调节、混凝、聚凝、过滤后再通过可控氨回收膜对氨进行分离回收；

所述pH调节是指为满足氨去除率x，其中0≤x＜1，在搅拌状态下投加碱性物质将pH调整到公式

所表示的pH值；

除渣使用的格栅或筛网孔径为1mm～5mm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对分离出的游离氨经稀酸吸收后蒸发浓缩的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碱性物质为氧化钙的乳浊液和/或10g/L～500g/L的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠溶液。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混凝是指在搅拌状态下投加混凝剂，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁的水溶液，投加进废水中形成的浓度为100mg/L～6000mg/L。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述聚凝是指在搅拌状态下投加聚凝剂，所述聚凝剂为化学式量在300万～1600万的阴离子、阳离子或非离子型聚丙烯酰胺，投加进废水中形成的浓度为0.5mg/L-20mg/L。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，过滤后将粒径大于30μm的物质从废水中去除。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀酸为5％～20％的硫酸。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，蒸发浓缩时吸收液的pH＞2。