一种脱除合成氨工业废水中氨氮的装置及其处理方法和应用

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，特别涉及一种脱除合成氨工业废水中氨氮的装置及其处理方法和应用。

背景技术

合成氨工业是基本的无机化工工业之一，我国对氨产品的高需求带动了合成氨工业的大力发展，但合成氨废水氨氮含量极高，如果不加处理直接污水处理厂，会引起较大的氨氮冲击负荷，因此需进行预处理。

目前，国内外关于合成氨等高氨氮废水的处理工艺，较为成熟的主要有吹脱法、汽提法、药剂法等。其中，吹脱法主要利用鼓风机对水体进行吹脱而达到去除水中氨氮的目的，但其去除效果有限，仅能回收铵盐溶液副产品；汽提法是在汽提塔内与液相废水进行传质传热交换，实现塔内氨氮气液相的分离平衡，从而将废水中氨氮去除，汽提法氨氮去除率高，最低氨氮出水可降至5mg/L以下，但其需要消耗大量蒸汽，运行成本较高；药剂法主要是利用药剂(如MAP法、氨氮去除剂等)与废水中氨氮形成沉淀析出而达到去除废水中氨氮的目的，但药剂消耗量极大、且生成的沉淀难处理、易产生二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除合成氨工业废水中氨氮的装置及其处理方法和应用，具有氨氮脱除率高、运行成本低、自动化程度高、设备占地面积小、无氨气泄露等优点。

为此，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种脱除合成氨工业废水中氨氮的装置，所述装置包括强化预处理装置、pH调节池和脱氨装置。

优选地，强化预处理装置包括混凝沉淀池、磁混凝澄清池、滤池、多介质过滤器、超滤装置中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，脱氨装置采用疏水性材料制成的中空纤维微孔膜作为脱氨装置的滤膜。膜一侧是待处理的氨氮废水，另一侧是硫酸和/或盐酸作为吸收液吸收氨气，得到副产物硫酸铵。

第二方面，如图1所示，本发明提供一种脱除合成氨工业废水中氨氮的方法，包括以下步骤：

1)合成氨工业废水进入强化预处理装置，用于去除原水中悬浮物、胶体等物质；

2)步骤1)的出水进入pH调节池，将pH调为碱性，使其中的氨氮转变为游离态；

3)步骤2)的出水进入脱氨装置，脱氨装置中装有吸收液，吸收液吸收氨气，得到副产物硫酸铵、氯化铵等。

优选地，步骤1)首先采用混凝沉淀池使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分自离除去，之后采用石英砂过滤器(多介质过滤器的一种优选方式)进一步降低原水浊度，使出水悬浮物≤5mg/L；

优选地，步骤2)中用强碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾等)将pH调为碱性；

优选地，将pH调至8-13，优选为11-12。

优选地，脱氨装置的吸收液为强酸物质，优选为硫酸和/或盐酸。

第三方面，本发明提供如第二方面所述的方法在工业废水处理领域的应用。

与现有技术相比，本发明提供的脱除合成氨工业废水中氨氮的方法至少具有以下有益效果：

(1)氨氮脱除率高，可将废水中氨的含量降到30ppm以内；

(2)运行成本低，能耗大幅度降低，并且可产生高浓度的硫酸铵作为副产品；

(3)设备操作简单，自动化程度高；

(4)脱氨和氨吸收合二为一，设备占地面积大大减小；

(5)运行环境全封闭，无氨气泄露，实现清洁生产。

附图说明

图1为本发明提供的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

所有实施例和对比例的合成氨工业废水取自天津市某化工厂2020年5月13日的废水，原水水质参数如下：温度18℃，pH7.3，NH

实施例1

1)合成氨工业废水50L进入强化预处理装置，使出水悬浮物≤5mg/L；

2)步骤1)的出水进入pH调节池，加入强碱NaOH将pH调为12；

3)步骤2)的出水进入脱氨装置。

实施例2

1)合成氨工业废水50L进入强化预处理装置，使出水悬浮物≤3mg/L；

2)步骤1)的出水进入pH调节池，加入强碱KOH将pH调为9；

3)步骤2)的出水进入脱氨装置。

实施例3

1)合成氨工业废水50L进入强化预处理装置，使出水悬浮物≤1mg/L；

2)步骤1)的出水进入pH调节池，加入强碱NaOH将pH调为13；

3)步骤2)的出水进入脱氨装置。

对比例1

对比例1采用吹脱法处理合成氨工业废水50L。

对比例2

对比例2采用汽提法处理合成氨工业废水50L。

对比例3

对比例3采用药剂法处理合成氨工业废水50L。

测试结果

实施例1-3和对比例1-3的方法处理后的出水进行氨氮浓度测试，结果如表1所示。从结果可以看出，实施例1-3的氨氮去除率高，对比例1的去除率较低，仅能回收铵盐溶液副产品；对比例2的运行成本最高……对比例3的药剂消耗量和沉淀生产量都较多，间接增加了运行成本，降低了处理废水的效率。另外，实施例1-3的氨气泄露量明显低于对比例1-3，能基本实现清洁生产。综上所述，本发明的方法氨氮脱除率高，可将废水中氨的含量降到30ppm以内；运行成本低，能耗大幅度降低，并且可产生高浓度的硫酸铵作为副产品；设备操作简单，自动化程度高；脱氨和氨吸收合二为一，设备占地面积大大减小；运行环境全封闭，无氨气泄露，实现清洁生产。

表1测试结果

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。