本实用新型专利技术涉及一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统。由于生产废水中存在大量的氨离子，在调节pH值后，使得废水中的氨由离子状态转化为分子状态。进入精馏脱氨塔后，经过多次的气液相平衡，氨分子以氨蒸汽的状态分离出来，进入塔顶冷凝器中经过多级冷凝后得到高浓度、高品质氨水。本实用新型专利技术可实现废水中的氨以高浓度、高品质氨水回收。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统，适用于含有氨氮的废水的资源化处理。
技术介绍
传统的处理氨氮废水主要有以下几种方法：1、吹脱法在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与温度、pH、气液比有关。空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而从废水中去除。氨氮通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）两种状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮的去除率可达60～95%。吹脱法除氨氮的工艺流程简单，处理效果稳定。该法处理氨氮时，需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水，但吹脱效率的影响因子多，不容易控制，特别是温度影响比较大，水温低时吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用，尤其在北方寒冷季节效率会大大降低。如果吹脱装置没有考虑到经济性，吹脱出来的氨气随空气进入大气，直接排放到大气中，会造成二次污染。2、沸石脱氨法利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。由于天然沸石的价格低于人工合成的离子交换树脂，并且对NH4+具有较强的选择吸附能力，工程上常用的选择性离子交换法主要是利用沸石的强选择性。将NH4+截留于沸石表面，从而去除废水中的氨氮。当沸石交换容量饱和后，沸石需要再生。该法一般只适用于低浓度氨氮废水，对于高浓度的氨氮废水，会因再生频繁而造成操作困难。因此，用选择性离子交换法处理高氨氮废水时需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。强化方面，利用沸石对NH4+的强选择性和微生物对铵沸石的再生作用来实现系统持续稳定的脱氮。针对高氨氮废水的研究相对较少。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。3、折点氯化投加过量氯或次氯酸钠，使废水中的氨完全氧化为N2的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：NH4++1.5HOCl-→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-由反应式可知，到达折点的理论需氯（C12）量为7.6kg/kg（NH3-N），而实际需氯量在8～10kg/kg（NH3-N）。在pH=6～7时进行反应，则投药量可最小。接触时间一般为0.5～2h。严格控制pH值和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺（如NCl3）和氯代有机物。折点氯化法对氨氮的去除率达90～100%，处理效果稳定，不受水温影响，基建费用也不高，但其运行费用高，而且残余氯及氯代有机物须进行后处理。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但产生的余氯会对鱼类有影响，必须附设除余氯设施。4、化学沉淀法化学沉淀法是根据废水中污染物的性质，必要时投加某种化工原料，在一定的工艺条件下（温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等）进行化学反应，使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物，或者生成不溶于水的气体产物，从而使废水净化，或者达到一定的去除率。化学沉淀法处理NH3-N是始于20世纪60年代，在90年代兴起的一种新的处理方法，其主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-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。在pH值＜9时，溶液中PO43-浓度很低，不利于MgNH4PO4·6H2O沉淀生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；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。此方法用于高氨氮废水处理主要存在问题：（1）处理成本高；（2）按理论计算，去除1g NH3-N可产生8.35g NaCl，由此带来的高盐度将会影响后续生物处理的微生物活性。5、生物脱氮法生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同，都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：亚硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+硝化：2NO2-+O2→2NO3-硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度每下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出，由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。以甲醇为碳源为例，其反应式为：6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-反硝化菌的适宜pH值为6.5～8.0；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止。DO浓度﹤0.5mg/L；BOD5/TN﹥3～5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70～95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大，低温时效率低，同时，水中的氨氮没有转化为资源利用。综上所述，在目前采用的几种脱氮工艺中，主要存在以下问题：（1）物理化学法由于存在运行成本高、对环境造成二次污染等问题，实际应用受到限制。（2）生物脱氮法能处理低浓度的氨氮废水，适用于低氨氮浓度的生活污水，不适用于含盐量高的工业废水。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统，其特征在于，所述工艺系统包括原料预热器（1）、精馏脱氨塔（2）及冷凝系统；所述原料预热器（1）的废水出口与精馏脱氨塔（2）废水入口相连通；精馏脱氨塔（2）的气体出口与冷凝系统相连通；所述原料预热器（1）与精馏脱氨塔（2）之间设有调节pH值的碱液入口（6）。
【技术特征摘要】
1.一种从氨氮废水中提取高浓度氨水的资源化处理工艺系统，其特征在
于，所述工艺系统包括原料预热器（1）、精馏脱氨塔（2）及冷凝系统；
所述原料预热器（1）的废水出口与精馏脱氨塔（2）废水入口相连通；精
馏脱氨塔（2）的气体出口与冷凝系统相连通；所述原料预热器（1）与精馏脱
氨塔（2）之间设有调节pH值的碱液入口（6）。
2.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述精馏脱氨塔（2）的
出水口与原料预热器（1）相连通，精馏脱氨塔（2）的出水口出水进入原料预
热器（1）中对其中的氨氮废水进行预热。
3.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述冷凝系统包括至少
两级冷凝器。
4.如权利要求3所述的工艺系统，其特征在于，所述冷凝系统包括2～10
级冷凝器。
5.如权利要求3所述的工艺系统，其特征在于，所述冷凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖桂艳，
申请(专利权)人：赖桂艳，
类型：实用新型
国别省市：
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