CN107381892A - 一种高浓度氨氮废水的处理工艺 - Google Patents

一种高浓度氨氮废水的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高浓度氨氮废水的处理工艺，包括以下步骤：将车间高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标，根据检测指标，通过自来水稀释调节高氨氮废水的氨氮值在合适范围；将收集池高氨氮废水泵入微电解池，加入盐酸调节pH值，在微电解池曝气；曝气结束后，将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入微量的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液，进行氧化反应；本发明提供的氨氮废水处理工艺，显著扩展了该方法处理氨氮废水适用范围，极大的降低了次氯酸钠的使用量以及处理成本，对高浓度氨氮废水的处理效率有了明显的提高。

Description

一种高浓度氨氮废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺，具体涉及一种高浓度氨氮废水的处理工艺。
背景技术
微电解污水处理技术是将传统的吸附过程与电化学过程相结合的一种新型水处理技术，微电解技术是利用铁-碳粒料作为微电解质在电解质溶液中腐蚀形成的微电解过程来处理废水的一种电化学技术，在一定条件下，废水经微电解反应后产生了大量的新生态[H]和Fe2+，具有很高的化学活性，能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，破坏某些有机物质的分子结构，使废水中某些不饱和发色基团的双键断裂，使发色基团破坏而去除色度；同时也使某些难生化降解的物质转变成易生化处理的物质，大大提高了废水的可生化性。电极反应产生的新生态Fe2+是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂，能够有效吸附废水中的有机污染物，在适当的pH和O2 存在下，会形成Fe(OH)2 和Fe(OH)3 絮凝沉淀。另外，在微原电池周围电场作用下，废水中以胶体状态存在的污染物质可在极短时间内完成电泳沉积过程。因此，铁屑微电解预处理难降解工业废水可起到吸附絮凝、氧化还原及络合等多种作用，能有效地去除废水中的色度、SS及COD。微电解污水处理技术作为高浓度废水的预处理方法，具有适用范围广、处理效果好、运行成本低等优点，因此广泛运用于染料、电镀、石油化工、制药、农药等行业废水的处理中。
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-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，二是物化处理技术，三是化学处理技术。
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。
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。
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，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；而另一种化学处理方法是折点氯化法，这种方法是将氯气或者次氯酸钠通入废水中，将废水中NH3-N氧化成氮气的化学脱氮工艺。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值以及氨氮浓度。氧化每克氨氮所需要9～10mg氯气。折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量进行均化，极大降低废水中的氨氮，同时还能使废水达到消毒的目的。氯化法在处理低浓度氨氮废水时，处理率可达90-100%，效果稳定，不受水温影响，投资较少，但是运行费用比较贵。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种解决了现有折点氯化工艺工艺在处理氨氮废水过程中的弊端，极大的降低了次氯酸钠的使用量以及处理成本，对高浓度氨氮废水的处理效率有了明显
的提高，发展了资源节约型、环境友好型的高浓度氨氮废水的处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其创新点在于：包括以下步骤：
（1）将车间高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标，根据检测指标，通过自来水稀释调节高氨氮废水的氨氮值在合适范围；
（2）将收集池高氨氮废水泵入微电解池，加入盐酸调节pH值，在微电解池曝气；
（3）曝气结束后，将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；
（4）在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液，进行氧化反应；
反应机理如下：
。
进一步的，所述步骤（1）中，原水氨氮指标在40000-120000mg/L，原水pH指标为7-10，所述自来水稀释倍数在1-9倍，适合的氨氮值范围为8000-30000mg/L。
进一步的，所述步骤（2）中，调节pH值范围在3-8之间，所述曝气时间2-5小时。
进一步的，所述步骤（3）中，聚合氯化铝溶液含量在1-9%，聚丙烯酰胺溶液含量在0.03-0.4%。
进一步的，所述步骤（4）中，所述次氯酸钠溶液投加量与原水的体积比为1-4.5:1，所述氧化反应时间为2-5小时。
本发明的有益效果如下：本发明提供的氨氮废水处理工艺，即为微电解联合折点氯化法，与现有折点氯化工艺工艺相比，显著扩展了该方法处理氨氮废水适用范围，极大的降低了次氯酸钠的使用量以及处理成本，对高浓度氨氮废水的处理效率有了明显的提高，也避免了现有工艺产生的二次污染问题以及后续处理的步骤，发展了资源节约型、环境友好型的生产工艺。
具体实施方式
本发明高浓度氨氮废水的处理工艺，包括以下步骤：
（1）将车间高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标，根据检测指标，通过自来水稀释调节高氨氮废水的氨氮值在合适范围；
（2）将收集池高氨氮废水泵入微电解池，加入盐酸调节pH值，在微电解池曝气；
（3）曝气结束后，将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；
（4）在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液，进行氧化反应；
反应机理如下：
。
作为实施例，更具体地实施方式为步骤（1）中，原水氨氮指标在40000-120000mg/L，原水pH指标为7-10，自来水稀释倍数在1-9倍，适合的氨氮值范围为8000-30000mg/L；步骤（2）中，调节pH值范围在3-8之间，曝气时间2-5小时；步骤（3）中，聚合氯化铝溶液含量在1-9%，聚丙烯酰胺溶液含量在0.03-0.4%；步骤（4）中，所述次氯酸钠溶液投加量与原水的体积比为1-4.5:1，氧化反应时间为2-5小时。
实施例1
一种高浓度氨氮废水的处理工艺，包括以下步骤：
（1）将车间3立方高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标为76800mg/L，pH值7.98；根据检测指标，加入自来水调节高氨氮废水的氨氮值为28500mg/L；
（2）将调节合格的收集池高氨氮废水8立方泵入微电解池，加入盐酸调节pH为4，在微电解池曝气2小时后；
（3）将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入1%质量浓度的聚合氯化铝溶液和0.05%质量浓度的聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液7.5立方，进行氧化反应，反应时间2小时，反应结束后，取样检测，氨氮值76mg/L，氨氮去除率99.7%。
实施例2
一种高浓度氨氮废水的处理工艺，包括以下步骤：
（1）将车间3立方高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标为49400mg/L，pH值7.66，根据检测指标，加入自来水调节高氨氮废水的氨氮值为24700mg/L；
（2）将调节合格的收集池高氨氮废水约6立方泵入微电解池，加入盐酸调节pH为4，在微电解池曝气5小时后；
（3）将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入5%质量浓度的聚合氯化铝溶液和0.2%质量浓度的聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；
（4）在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液6.5立方，进行氧化反应，反应时间5小时；反应结束后，取样检测，氨氮值55mg/L，氨氮去除率99.8%。
实施例3
（1）将车间3立方高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标为8850mg/L，pH值7.59，根据检测指标，加入自来水调节高氨氮废水的氨氮值为10000mg/L；
（2）将收集池高氨氮废水3立方泵入微电解池，加入盐酸调节pH为4.24，在微电解池曝气3小时后；
（3）将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入2%质量浓度的聚合氯化铝溶液和0.12%质量浓度的聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；
（4）在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液3立方，进行氧化反应，反应时间2小时，反应结束后，取样检测，氨氮值28mg/L，氨氮去除率99.7%；
。
由上述表格可知，实施例1、实施例2和实施例3下的高浓度氨氮废水的去除率均在99.5%以上，对高浓度氨氮废水的处理效率有了明显的提高。
本发明提供的氨氮废水处理工艺，即为微电解联合折点氯化法，与现有折点氯化工艺工艺相比，显著扩展了该方法处理氨氮废水适用范围，极大的降低了次氯酸钠的使用量以及处理成本，对高浓度氨氮废水的处理效率有了明显的提高，也避免了现有工艺产生的二次污染问题以及后续处理的步骤，发展了资源节约型、环境友好型的生产工艺。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (5)

1.一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将车间高氨氮废水泵入污水收集池中，检测废水氨氮指标，根据检测指标，通过自来水稀释调节高氨氮废水的氨氮值在合适范围；
（2）将收集池高氨氮废水泵入微电解池，加入盐酸调节pH值，在微电解池曝气；
（3）曝气结束后，将废水泵入混凝反应池，边搅拌边加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，混凝反应后废水溢流至混凝沉淀池进行沉淀后，上清液溢流入折点氯化池；
（4）在搅拌条件下，向折点氯化池中缓慢加入次氯酸钠溶液，进行氧化反应；
反应机理如下：
。
2.根据权利要求1所述的的一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，原水氨氮指标在40000-120000mg/L，原水pH指标为7-10，所述自来水稀释倍数在1-9倍，适合的氨氮值范围为8000-30000mg/L。
3.根据权利要求1所述的的一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，调节pH值范围在3-8之间，所述曝气时间2-5小时。
4.根据权利要求1所述的的一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，聚合氯化铝溶液质量浓度为1-9‰，聚丙烯酰胺溶液质量浓度为0.03-0.4‰。
5.根据权利要求1所述的的一种高浓度氨氮废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，所述次氯酸钠溶液投加量与原水的体积比为1-4.5:1，所述氧化反应时间为2-5小时。
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