專利名稱：高濃度氨氮廢水的組合式處理方法
技術領域：
本發明涉及一種高濃度氨氮廢水的處理方法，屬環境工程廢水處理技術領域。
背景技術：
高濃度氨氮廢水(氨氮濃度2000mg/L以上)主要來源于焦化、煉油、肉類加工、飼料生產、化肥等工業的生產過程以及畜牧業廢水、垃圾填埋滲濾液等。高氨氮廢水排入收納水體將導致水質黑臭引起水體富營養化，降低水體觀賞價值；當水中有氨及有機物存在時加入氯后，產生氯化氰劇毒副產物；高濃度氨氮將消耗水體中的溶解氧，造成水體缺氧，危害水生生物，致使水體出現惡臭味道、水質下降；氨氮在水中微生物作用下轉變為化合態的硝態氮和亞硝態氮，對人和物的毒害作用更大。
高濃度氨氮廢水的處理方法主要有生物法和物化法。但是生物法處理高濃度氨氮廢水的最高濃度約為2000mg/L。物化法包括吹脫法、催化濕式氧化法和MAP法。吹脫法是將壓縮空氣與廢水充分接觸，使廢水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相擴散，從而達到脫除氨氮的目的。催化濕式氧化法是在一定溫度、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化，可以使廢水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質達到凈化目的。MAP(磷酸銨鎂，Magnesium Ammonia Phosphate)沉淀法是向廢水加入含Mg2+和PO43-的藥劑，使之與廢水中的NH4+進行反應生成難溶的磷酸銨鎂沉淀物，從而將廢水中的氨氮除去。然而，上述方法對于處理高濃度氨氮廢水(＞2000mg/L)均存在處理成本高，能耗高，氨氮負荷低的缺點。吹脫法必須進行后續處理，否則會產生二次污染；催化濕式氧化法所用催化劑中所含的貴金屬價格昂貴，在反應中貴金屬容易流失，且所需處理設備必須抗酸堿耐高壓，處理費用高；MAP沉淀法所需沉淀劑費用較高。因此對于高濃度氨氮廢水而言，若單獨采取吹脫法處理高濃度氨氮廢水，要達到較高的氨氮去除率，則需要提高廢水溫度或采用蒸汽吹脫，增加能耗；若單獨采取吹脫法濕式氧化法所需貴金屬費用大且設備要求高，大大增加處理成本；若單獨采用MAP沉淀法，要達到較高的去除率，則需要用可溶性鎂鹽(MgCl2或MgSO4)，但這會給出水帶來二次污染，而若使用氫氧化鎂或者氧化鎂這些鎂鹽，則氨氮的去除率一般不超過70％。
因此，本發明提出一種組合式的高濃度氨氮廢水的處理方法，將吹脫法、MAP法和亞硝化-厭氧氨氧化生物處理三個單元相結合，即可在低能耗，無二次污染的情況下使氨氮廢水的總去除率達到較高的水平，出水達到二級排放標準。
發明內容
本發明的目的是為了克服高濃度氨氮廢水處理成本高，操作復雜，氨氮負荷低的諸多缺點，提供一種組合式的低能耗的高濃度氨氮廢水的處理方法。
本發明是一種高濃度氨氮廢水的處理方法，其特征在于具有以下的處理過程和步驟a.首先在氨氮廢水加入一定量的生石灰，并調節pH值為11～12，隨后將廢水通入吹脫塔；吹脫塔的頂部設置有噴淋器，塔體內設有拉西環；廢水經噴淋器形成細液流流經曲折路徑方式布置的拉西環；同時在塔底曝氣口鼓入空氣，使在拉西環表面進行氣液接觸；然后讓吹脫尾氣進入盛有廢鹽酸或廢硫酸吸收液的吸收池，以吸收掉部分氨氮；b.將上述洗脫后的出水進入MAP反應池，在該池的上部加料口投磷酸氫二鈉、氯化鎂或天然鎂礦的煅燒副產物氧化鎂；使Mg∶N∶P的摩爾比為1.4∶1∶1；同時打開MAP反應池上部設有的攪拌器，以一定的攪拌速度進行攪拌，使其反應；此時保持其pH值在9～10.5之間；然后靜置30分鐘至1小時，使生成的磷酸銨鎂沉淀；該沉淀物可由反應池底部的沉淀出口處排出；c.將MAP沉淀池的出水再送入配水箱，在配水箱中加入適量NaHCO3營養鹽，調節pH值；隨后進入亞硝化反應池，進行亞硝化反應，使部分氨氮生成NO2-；然后使出水水流再進入填有已馴化培養的活性污泥的厭氧氨氧化生物反應池，亞硝化反應中生成的NO2-和剩余的NH4+在活性污泥細菌作用下，引發氨氧化作用而生成氮氣，該氣體從厭氧氨氧化生物反應池的頂部排出；而經處理好的廢水從其底部流出。
本發明方法的優點和特點是(1)可以處理濃度為4,000～20,000mg/L的氨氮廢水；本發明方法將吹脫法、MAP法和嚴硝化-厭氧氨氧化生物處理法三種方法相結合，能在低能耗、無二次污染的情況下使氨氮廢水的總去除率達到較高的水平，使出水達到二級排放標準。
(2)本發明方法處理過程中的吹脫尾氣和MAP反應池中所得到的沉淀物磷酸銨鎂可回收再利用，該沉淀物可以用作肥料的防火材料中的阻火劑；回收物的再利用可降低氨氮廢水處理的成本。
(3)本發明方法其工藝反應速度快，反應條件容易控制，而且該方法能耗低、氨氮負荷能力高。
圖1為本發明高濃度氨氮廢水組合式處理方法的簡單流程圖。
具體實施例方式
現將本發明的實施例具體敘述于后。
實施例一首先在調節池中將25L含氨氮6500mg/L的廢水中加入320g生石灰CaO，測得此時的廢水pH值調節為12；隨后將廢水通入吹脫塔；吹脫塔的頂部設置有噴淋器，塔體內設有拉西環；廢水經噴淋器形成細液流流經曲折路徑方式布置的拉西環；同時在塔底曝氣口鼓入空氣，使在拉西環表面進行氣液相接觸；然后讓洗脫尾氣進入盛有廢鹽酸或廢硫酸的吸收池，以吸收部分氨氮。此時測得的吹脫出水其含氨氮的濃度為2300mg/L，其氨氮去除率約為65％。
接著，將上述吹脫的出水引入MAP反應池，在該池的上部加料口投加磷酸氫二鈉(Na2HPO4·12H2O)1.2g、天然菱鎂礦煅燒副產物MgO(純度為70％)325g；此時Mg∶N∶P的摩爾比為1.4∶1∶1；同時打開MAP反應池上部設有的攪拌器，以150轉/分的攪拌速度進行攪拌，使其反應；此時保持其pH值在9～10.5之間。然后靜置30分鐘，使生物的磷酸銨鎂沉淀；該沉淀物可由反應池底部的沉淀出口處排出。此時廢水的剩余氨氮濃度約為420mg/L，此時氨氮的去除率約為93.5％。
然后將MAP沉淀池的出水送入配水箱，在該配水箱中加入適量NaHCO3等營養鹽，調節pH值；隨后進入亞硝化反應池，進行亞硝化反應，使部分氨氮生成NO2-；然后使出水水流再進入填有已馴化培養的活性污泥的厭氧氨氧化的生物反應池，亞硝化反應生成的NO2-和廢水中殘留的NH4+在活性污泥細菌作用下，引發氨氧化作用而生成氮氣，該氣體從厭氧氨氧化生物反應池的頂部排出；而經處理好的廢水從其底部流出。此時出水的氨氮濃度為21mg/L，氨氮總去除率約為99.7％，其出水達到二級排放標準。
本實施例中的流程可參閱附圖中的圖1。
權利要求
1.一種高濃度氨氮廢水的組合式處理方法，其特征在于具有以下的處理過程和步驟a.首先在氨氮廢水加入一定量的生石灰，并調節pH值為11～12，隨后將廢水通入吹脫塔；吹脫塔的頂部設置有噴淋器，塔體內設有拉西環；廢水經噴淋器形成細液流流經曲折路徑方式布置的拉西環；同時在塔底曝氣口鼓入空氣，使在拉西環表面進行氣液接觸；然后讓吹脫尾氣進入盛有廢鹽酸或廢硫酸吸收液的吸收池，以吸收掉部分氨氮；b.將上述洗脫后的出水進入MAP反應池，在該池的上部加料口投加磷酸氫二鈉、氯化鎂或天然鎂礦的煅燒副產物氧化鎂；使Mg∶N∶P的摩爾比為1.4∶1∶1；同時打開MAP反應池上部設有的攪拌器，以一定的攪拌速度進行攪拌，使其反應；此時保持其pH值在9～10.5之間；然后靜置30分鐘至1小時，使生成的磷酸銨鎂沉淀；該沉淀物可由反應池底部的沉淀出口處排出；c.將MAP沉淀池的出水再送入配水箱，在配水箱中加入適量NaHCO3營養鹽，調節pH值；隨后進入亞硝化反應池，進行亞硝化反應，使部分氨氮生成NO2-；然后使出水水流再進入填有已馴化培養的活性污泥的厭氧氨氧化生物反應池，亞硝化反應生成的NO2-和廢水中殘留的NH4+在活性污泥細菌作用下，引發氨氧化作用而生成氮氣，該氣體從厭氧氨氧化生物反應池的頂部排出；而經處理好的廢水從其底部流出。
全文摘要
本發明涉及一種高濃度氨氮廢水的組合式處理方法。屬環境工程廢水處理技術領域。本發明方法的主要特點是它為一種組合式的高濃度氨氮廢水的處理方法，它是將吹脫法、MAP法和亞硝化－厭氧氨氧化生物處理法三種方法相結合的方法。本發明方法的處理流程為廢水在調節池中加入生石灰，調節pH值為11～12，隨后進入吹脫塔，并曝氣，使氣液相接觸，吹脫尾氣進入吸收池，吹脫出水進入MAP反應池，吹脫出水中剩余的氨氮與投加的磷酸氫二鈉和氧化鎂作用，生成磷酸銨鎂沉淀排出；然后MAP沉淀出水進入亞硝化－厭氧氨氧化生物處理，最后經處理的廢水其氨氮總去除率能達到99.7％，出水可達到二級排放標準。本發明方法能耗低、無二次污染，氨氮負荷能力高，可以處理濃度為4,000～20,000mg/l的氨氮廢水。
文檔編號C02F1/66GK101066822SQ20071004115
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月24日 優先權日2007年5月24日
發明者鄭樂平, 劉小燕, 沈彩虹, 陳翠霞 申請人:上海大學