專利名稱：一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水凈化領域，具體地說，涉及一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法。
背景技術：
氨是重要的工業(yè)原料，在制藥、食品加工、稀土冶煉等多種行業(yè)中得到了廣泛應用，但同時，過多的氨會成為環(huán)境污染的重要組成部分，不僅生活污水中存在氨污染，而且在稀土、發(fā)泡劑、催化劑、農藥、味精、化肥、皮革、火藥、焦化、煉油、肉類加工等眾多行業(yè)中也存在高氨污染，氨氮濃度由200mg/L到100，000mg/L不等，遠高于生活污水中氨的濃度， 即使是垃圾填埋產生的滲濾液，其中氨的濃度也高達1000mg/L 10000mg/L。這些高氨廢水，其含鹽量往往也非常高，有的含鹽量甚至高達16%，遠遠高于海水的含鹽量 4%)0而現(xiàn)有標準對水中氨的要求非常嚴，因此高氨廢水中氨氮的去除成為亟待解決的問題。目前采取的高氨廢水處理技術可分為三大類，一是生物處理技術，二是化學處理技術，三是物化處理技術。生物處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，其特點是能耗相對較低，但處理周期長，出水氨氮難滿足排放要求，尤其是生物氧化法，通過好氧生物將氨態(tài)氮轉化為硝態(tài)氮，由于氧化周期長，使得出水懸浮物濃度高，泥水分離困難，而且總氮難滿足達標需求。氨氮的化學處理，就是將廢水中的氨態(tài)氮，通過投加鎂鹽和磷酸鹽，并經過PH調節(jié)后，轉化為磷酸銨鎂(俗稱鳥糞石)，再將磷酸銨鎂從系統(tǒng)中分離出來。此方法不僅需要消耗大量的氯化鎂、磷酸鹽等，而且工程中對銨的去除率有待提高，處理后有相當部分的銨鹽仍留在系統(tǒng)中，很難滿足達標或排放要求。物化處理技術又可分為空氣吹脫技術和加熱精餾技術，就是先通過pH調節(jié)將廢水中的離子態(tài)高銨轉化為游離態(tài)或分子態(tài)的氨，再通過空氣吹脫或加熱精餾將分子態(tài)的氨從體系中去除。采用吹脫技術除氨由于需要大量的空氣，因此具有動力消耗大，吹脫塔易結垢，容易產生二次污染以及出水難滿足要求等特點。采用加熱精餾技術除氨，具有回收氨純度高等優(yōu)點，但由于蒸氨需要加熱、蒸出的氣態(tài)氨和釜底餾出液都需要冷量冷卻，因此能耗較高，工程上在合成氨工業(yè)應用較多，但由于精餾操作難度大，出水一般還需深度處理，否則很難滿足排放要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法。為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法， 其是將高氨(銨)廢水依次經除渣、PH調節(jié)、混凝、聚凝、過濾后再通過可控氨回收膜對氨進行分離回收。前述的方法，還包括對分離出的游離氨經稀酸吸收后蒸發(fā)濃縮的步驟。前述的方法，除渣使用的格柵或篩網(wǎng)孔徑為Imm 5mm。 前述的方法，所述pH調節(jié)是指在攪拌狀態(tài)下投加堿性物質，所述堿性物質為氧化鈣的乳濁液和/或10g/L 500g/L的氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉溶液。前述的方法，所述混凝是指在攪拌狀態(tài)下投加混凝劑，并連續(xù)攪拌0. 5min 3min，所述混凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵或聚合氯化鐵的水溶液，投加進廢水中形成的濃度為100mg/L 6000mg/L.前述的方法，所述聚凝是指在攪拌狀態(tài)下投加聚凝劑，并連續(xù)攪拌0. 5min 3min,所述聚凝劑為化學式量在300萬 1600萬的陰離子、陽離子或非離子型聚丙烯酰胺 (PAM)，投加進廢水中形成的濃度為0. 5mg/L-20mg/L。前述的方法，過濾后將粒徑大于30 μ m的物質從廢水中去除。前述的方法，所述稀酸為5% 20%的硫酸且循環(huán)使用。前述的方法，所述蒸發(fā)濃縮是指當吸收液的pH > 2時，即可排出進行加熱蒸發(fā)濃縮，以得到晶體狀硫酸銨。本發(fā)明的目的還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。本發(fā)明提供的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，是將高氨(銨)廢水依次經除渣、PH調節(jié)、混凝、聚凝、過濾后，再通過可控氨回收膜對氨進行分離回收，出水中氨合乎要求后，才進入下段處理工序或外排，由膜分離出的游離氨經稀酸吸收后再通過蒸發(fā)濃縮得到硫酸銨晶體，可作為肥料或工業(yè)原料使用；過濾產生的污泥濃縮后外運。所述除渣是指用格柵或篩網(wǎng)等去除廢水中的浮渣、樹枝樹葉、塑料片、石塊等粗大的懸浮物；PH 調節(jié)是指在攪拌狀態(tài)下投加堿性物質，以形成所需PH值的混合液，使離子態(tài)銨充分轉化為游離態(tài)氨；所述混凝是指在攪拌狀態(tài)下投加混凝劑，以形成礬花；聚凝是指在攪拌狀態(tài)下投加聚凝劑至0. 5mg/L 20mg/L，以便將礬花凝聚在一起形成大的顆粒物質；過濾是指通過裝置將水中的大顆粒物質與水進行分離；氨回收膜分離是指高氨廢水中的游離氨透過膜后被酸性吸收液吸收；蒸發(fā)濃縮是指將氨吸收達到飽和的吸收液，送入加熱蒸發(fā)設備，通過蒸發(fā)濃縮得到晶體狀硫酸銨。其中，所述pH調節(jié)是指為滿足氨去除率χ (0彡χ < 1)，需用堿性物質將pH調整到公式9.3 + Ig欄所表示的pH值。所述過濾是指通過過濾器等裝置將水中粒徑大于30 μ m的顆粒物質或礬花從含氨水中分離出去。所述可控氨回收膜分離是指將調過pH值的高氨水，經過專用氨分離膜，其中的絕大部分游離氨被分離出去，而出水中剩余的總氨(小部分游離氨及離子銨的和)依據(jù)后續(xù)要求可通過PH進行調整。借由上述技術方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點及有益效果(1)本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，處理工藝流程短，設備設施可緊湊布設，因此占地省，管理方便。(2)本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，一次性可以去除 60 % 99. 5 %的氨，70 %以上的無機磷，75 %以上的懸浮物和部分化學需氧量，因此處理效率高。(3)本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，屬于物化處理工藝， 啟停方便，可連續(xù)或間歇運行，因此適應能力強。(4)本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，主要消耗電能、少量的絮凝劑、聚凝劑和硫酸，因此運行費用低。(5)本發(fā)明的一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，膜出水氨氮濃度可通過去除率X按照公式9.3 + Ig告所計算出的PH值進行控制，因此出水氨氮可控，為后續(xù)對氨的要求提供了可靠保障。


圖1為本發(fā)明較佳實施例基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法流程圖。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本實施例采用的各種藥劑均為市購；采用的可控氨回收膜系由天津蘭海凈源環(huán)?？萍加邢薰旧a，商品型號為 LH-4040。實施例1某化工集團高氨廢水凈化處理，處理規(guī)模為M0m7d，水質氨氮為3000mg/L 9000mg/L,平均為 4200mg/L，COD 為 2000mg/L 3000mg/L，平均 2520mg/L ；要求出水氨氮小于50mg/L，C0D小于100mg/L。廢水經格柵(孔徑為Imm)除渣后，攪拌狀態(tài)下，先投加氧化鈣的乳濁液和10g/L的氫氧化鈉，將pH值調至11. 6后，按100mg/L的濃度投加聚合氯化鐵進行混凝，再投加1. 5mg/L陰離子聚丙烯酰胺(化學式量1000萬)進行聚凝，形成絮體，過濾后將粒徑大于30 μ m的物質從廢水中去除，經可控氨回收膜分離后，出水氨氮為40. Omg/ L，COD為90mg/L，pH值為9. 35。吸收液采用12%的硫酸進行循環(huán)使用，當pH > 2時進行更新。廢水中氨的平均去除率達98. 6%以上。實施例2某稀土公司高氨廢水凈化處理，處理規(guī)模600m3/d，水質氨氮為4000mg/L 5000mg/L,平均為4350mg/L，COD大于250mg/L，懸浮物為600mg/L，要求出水氨氮小于25mg/ L，C0D小于150mg/L。廢水經格柵(孔徑為3mm)除渣后，攪拌狀態(tài)下，先投加氧化鈣的乳濁液和250g/L的氫氧化鈉，將pH調至11. 8后，按80mg/L的濃度投加聚合氯化鐵進行混凝， 再投加1. 2mg/L陽離子聚丙烯酰胺(化學式量1200萬)進行聚凝，形成絮體，過濾后將粒徑大于30 μ m的物質從廢水中去除，經可控氨回收膜分離后，出水氨氮為20. 0mg/L, COD為 130!^/1，？!1值為9.32。吸收液采用8%的硫酸進行循環(huán)使用，當pH > 2時進行更新。廢水中氨的平均去除率達99. 5%以上。實施例3某農藥廠高氨廢水凈化處理，處理規(guī)模為700m3/d，水質氨氮為20000mg/L 30000mg/L，平均為M700mg/L，懸浮物為200mg/L，C0D為2000mg/L ；要求出水氨氮為15mg/ L。為保證后續(xù)處理達標有效，按回流比2 1進行回流稀釋法，即處理時設計流量為 2100m3/d,由此氨氮濃度變?yōu)?700mg/L 10000mg/L，平均8230mg/L。將原水經格柵(孔徑為5mm)除渣，攪拌狀態(tài)下，先投加氧化鈣的乳濁液和500g/L的氫氧化鈉，將pH調至12. 3 后，按300mg/L的濃度投加聚合氯化鐵進行混凝，再投加5mg/L非離子型聚丙烯酰胺(化學式量1600萬)進行聚凝，形成絮體，過濾后將粒徑大于30 μ m的物質從廢水中去除，經可控氨回收膜分離后，出水氨氮為12. Omg/L,懸浮物為25mg/L, COD為250mg/L, pH為9. 40。 吸收液采用20%的硫酸進行循環(huán)使用，當pH > 2時進行更新。廢水中氨的平均去除率達 99. 9%以上。 雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
權利要求
1.一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，其特征在于，將高氨廢水依次經除渣、PH調節(jié)、混凝、聚凝、過濾后再通過可控氨回收膜對氨進行分離回收。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對分離出的游離氨經稀酸吸收后蒸發(fā)濃縮的步驟。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述pH調節(jié)是指為滿足氨去除率X， 其中0彡χ < 1，在攪拌狀態(tài)下投加堿性物質將pH調整到公式9.3 + lg告所表示的pH值。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，除渣使用的格柵或篩網(wǎng)孔徑為Imm 5mm ο
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述堿性物質為氧化鈣的乳濁液和/或 10g/L 500g/L的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉溶液。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混凝是指在攪拌狀態(tài)下投加混凝劑，所述混凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵或聚合氯化鐵的水溶液，投加進廢水中形成的濃度為100mg/L 6000mg/L。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述聚凝是指在攪拌狀態(tài)下投加聚凝劑，所述聚凝劑為化學式量在300萬 1600萬的陰離子、陽離子或非離子型聚丙烯酰胺，投加進廢水中形成的濃度為0. 5mg/L-20mg/L。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，過濾后將粒徑大于30μ m的物質從廢水中去除。
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀酸為5% 20%的硫酸。
10.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，蒸發(fā)濃縮時吸收液的pH> 2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于膜技術的高氨氮廢水可控氨回收方法，是將200mg/L～50000mg/L或更高的含氨(銨)廢水依次經pH調節(jié)、混凝、聚凝、過濾后，再通過可控氨回收膜對氨進行分離回收，出水氨的濃度依據(jù)后續(xù)處理要求可通過pH調節(jié)進行控制，最低可處理到10mg/L以下，經可控氨分離膜分離出的游離氨經稀酸吸收后可作為肥料或工業(yè)原料使用，過濾產生的污泥濃縮后外運。本發(fā)明屬物化處理工藝，采用本工藝進行高氨(銨)廢水處理，可有效去除廢水中的高氨(銨)氮，具有運行費用低、去除效率高、占地面積省等顯著特點。
文檔編號C02F9/04GK102190386SQ20111008429
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權日2011年4月2日
發(fā)明者史玉梅, 周新生, 孫勝利, 張統(tǒng), 李志穎, 董春宏 申請人:總裝備部工程設計研究總院