專利名稱：一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護中的含酚廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前國民生產(chǎn)中，氨氮污染的來源很多，且排放量較大。如工業(yè)部門的鋼鐵、石油化工、化肥、無機化工、玻璃制造、制藥廢水和食品工業(yè)等排放的各種濃度的氨氮廢水；日常生活中的污水、垃圾填埋場滲濾液、動物排泄物、肉類加工和飼養(yǎng)業(yè)等產(chǎn)生的廢水也含有大量的氨氮。除此之外我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模地使用化肥和畜牧業(yè)的無序排放，所造成的氨氮污染也同樣不可忽視。目前去除氨氮的主要方法有:物理法、化學法、生物法。廣泛研究及應(yīng)用的技術(shù)主要包括:折點氯化法、吹脫法、離子交換法、化學沉淀法、電化學法、蒸氨法、生物法等。折點加氯法的原理是在氨氮廢水中加入過量氯或次氯酸鈉，使氨氮廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，折點加氯法處理氨氮廢水效果好，設(shè)備簡單，反應(yīng)速率快且完全，通入氯氣對水可以起到消毒作用，但液氯儲存和使用的要求較高，出水需調(diào)節(jié)PH，成本高，副產(chǎn)物會造成二次污染；吹脫法的原理是加堿使離子銨轉(zhuǎn)化為游離氨，然后通入空氣，利用液相中氨的平衡濃度與實際濃度差異，使氨進入氣相脫出，吹脫法脫氮效率高，占地面積小，操作靈活，可用于高濃度氨氮廢水的預處理，但氨氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，會造成二次污染，裝置和管道容易結(jié)垢，該方法所需氣水比高，需要消耗大量電力，要求PH較為嚴格，出水還要進一步對PH進行調(diào)整，處理費用較高；離子交換是液相中的氨氮與固相表面的陽離子進行交換的過程，一般離子交換法對于低濃度氨氮廢水的處理效果較好，該方法投資少、工藝簡單、占地面積小、操作方便、溫度和毒物影響小，該方法·處理之后的再生液為高濃度氨氮廢水，需要再次處理；化學沉淀法是在氨氮廢水中添加化學藥劑，使氨氮轉(zhuǎn)化為難溶的物質(zhì)從而從水體中去除的方法，化學沉淀法處理氨氮廢水原理簡單，操作靈活，處理效果好，產(chǎn)物能作為緩釋肥使用，但是反應(yīng)過程需要投加大量的藥劑，費用較高；電化學法能夠使氨氮氧化為氮氣，從而有效地處理高濃度氨氮廢水，工藝簡單，操作方便，但是該方法耗電量大，成本較高；蒸氨法適用于高濃度氨氮廢水的處理，但所需溫度較高，投加堿量大，導致動力消耗和藥劑成本過高；生物處理含有機物的較低濃度氨氮廢水效果較好，但是處理時間較長，效果不穩(wěn)定，占地面積大，短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝處理高濃度氨氮廢水效率較高，但它們的工藝條件要求相當嚴格，在實際應(yīng)用中難于控制。目前關(guān)于高濃度含酚廢水中氨氮處理方法及反應(yīng)器的研究罕有文獻報道。類似工作在《西安建筑科技大學學報》(2012年第44卷第4期)報道了題為“半焦生產(chǎn)高濃度難降解有機廢水處理技術(shù)工藝試驗研究”的研究論文，該研究結(jié)果表明:原水(含有大量揮發(fā)酚)直接吹脫脫氨試驗研究:控制溫度為50°C，PH為11，氣水比2000:1，時間1.5h條件下進行吹脫，吹脫過程中出現(xiàn)大量泡沫并不斷溢出燒杯，30min后，IOOml水樣所剩無幾；采用芬頓氧化后廢水進行吹脫脫氨試驗研究:當PH值為11、溫度為60°C時，氣水比2000:1，時間1.5h,氨氮的去除率高達88%,出水氨氮濃度降低至483mg/L。目前各種高濃度含氨氮的工業(yè)有機廢水凈化處理問題已成為國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域中的難題之一，越來越受到人們的關(guān)注。按照黨中央、國務(wù)院要求，“十二五”期間氨氮總量按指標削減是必須完成的約束性指標，必須千方百計確保完成。在這樣一種社會歷史環(huán)境下，開發(fā)一種簡單、經(jīng)濟、高效的氨氮廢水處理新技術(shù)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法及其裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改進吹脫法工藝，一方面解決廢水中高濃度氨氮的污染問題；另一方面解決處理過程中產(chǎn)生的大量泡沫問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法，將含揮發(fā)酚濃度500(T5500mg/L、氨氮濃度200(T2200mg/L的待處理廢水經(jīng)氣液混合器送入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中保持溫度6(T95°C、氣水比在(3(T240):1、PH為9.5 10.5的反應(yīng)條件下反應(yīng)1 1.5h，由反應(yīng)器吹脫出的尾氣采用酸堿多級吸收后外排，氣液混合器與反應(yīng)器之間構(gòu)成泡沫循環(huán)，以防止反應(yīng)器泡沫溢出。
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實現(xiàn)上述方法采用的一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理裝置，包括管道泵、氣液混合器、反應(yīng)器和尾氣吸收器，所述反應(yīng)器上設(shè)有加熱器和熱電偶，所述反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)包括外殼、內(nèi)殼和折流板，夕卜殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)殼，內(nèi)殼的上沿低于外殼的上沿，夕卜殼與內(nèi)殼之間設(shè)有折流板，折流板傾斜設(shè)置形成外殼與內(nèi)殼之間的泡沫流道，折流板的最低處設(shè)有管道向上與氣液混合器的吸氣口相連接。所述折流板的最低處與折流板下部空間相通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:I)過程中無需添加任何催化劑、脫氮劑或是消泡劑，可以有效解決處理高濃度含酚廢水中氨氮時產(chǎn)生的大量泡沫問題，以氣液混合器代替空氣壓縮機，大幅度降低了氣水t匕，從而節(jié)約能耗，并且對PH值要求相對較低，進而減少了工業(yè)堿的用量；本發(fā)明降低了反應(yīng)溫度，節(jié)約了能源。2)本發(fā)明可以有效地針對常規(guī)焦化、半焦、石油化工以及制藥等行業(yè)排放的高濃度氨氮廢水進行預處理，保證氨氮去除率達到80%以上，對于解決高濃度氨氮廢水處理問題具有重要的意義，具備良好的市場前景。


圖1是本發(fā)明處理裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_管道泵2-反應(yīng)器3-氣液混合器4-熱電偶5-加熱器6-控制裝置7-—級尾氣吸收器8-二級尾氣吸收器9-三級尾氣吸收器10-四級尾氣吸收器11-外殼12-內(nèi)殼13-折流板14-管道
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明:見圖1，是本發(fā)明一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理裝置實施例結(jié)構(gòu)示意圖，包括管道泵1、氣液混合器3、反應(yīng)器2和多級尾氣吸收器(具體包括一級尾氣吸收器7、二級尾氣吸收器8、三級尾氣吸收器9和四級尾氣吸收器10)，反應(yīng)器2上設(shè)有加熱器5和熱電偶4，控制裝置6采集反應(yīng)器溫度信號并控制加熱器5工作，滿足反應(yīng)器的溫度要求，實現(xiàn)精確控制。反應(yīng)器2的結(jié)構(gòu)包括外殼11、內(nèi)殼12和折流板13，外殼11內(nèi)設(shè)有內(nèi)殼12，內(nèi)殼12的上沿低于外殼11的上沿，外殼11與內(nèi)殼12之間設(shè)有折流板13，折流板13傾斜設(shè)置形成外殼與內(nèi)殼之間的泡沫流道，折流板13的最低處設(shè)有管道14向上與氣液混合器3的吸氣口相連接。折流板13的最低處可以與折流板13下部空間相通，形成泡沫消解區(qū)，以減少泡沫循環(huán)量。本發(fā)明處理裝置開始工作時，先對廢水進行升溫，達到預設(shè)溫度后，對廢水進行循環(huán)的氨氮吹脫氧化處理。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的部分泡沫，經(jīng)由反應(yīng)器內(nèi)層溢出到外層，沿折流板匯聚到一個最低點，最低點上方設(shè)有管道與氣液混合器的吸氣口相連接，從而可以實現(xiàn)泡沫在反應(yīng)器和氣液混合器之間的循環(huán)而不會溢出到外部。吹脫出的尾氣采用酸堿多級吸收，硫酸可以吸收尾氣中的氨制備硫酸銨，氫氧化鈉溶液可以吸收尾氣中的少量酚類污染物制備酚鈉鹽。廢水通過管道泵I在反應(yīng)器2中循環(huán)，通過氣液混合器3實現(xiàn)空氣與廢水的充分混合，進而達到吹脫氧化的效果，該過程由廢水循環(huán)通過氣液混合器帶入外界空氣得以實現(xiàn)，無需額外添加鼓風機或是空氣壓縮機等設(shè)備。本發(fā)明一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法，是將含揮發(fā)酚濃度500(T5500mg/L、氨氮濃度200(T2200mg/L的待處理廢水經(jīng)氣液混合器送入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中保持溫度60 95°C、氣水比在(30 240):1、PH為9.5 10.5的反應(yīng)條件下反應(yīng)I 1.5h，由反應(yīng)器吹脫出的尾氣采用酸堿多級吸收后外排，氣液混合器與反應(yīng)器之間構(gòu)成泡沫循環(huán)，以防止反應(yīng)器泡沫溢出。上述工藝條件下，可保證氨氮去除率達到80%以上。具體實施例如下表1:表權(quán)利要求
1.一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法，其特征在于，將含揮發(fā)酚濃度500(T5500mg/L、氨氮濃度200(T2200mg/L的待處理廢水經(jīng)氣液混合器送入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中保持溫度60 95°C、氣水比在(30 240):1、PH為9.5 10.5的反應(yīng)條件下反應(yīng)I 1.5h，由反應(yīng)器吹脫出的尾氣采用酸堿多級吸收后外排，氣液混合器與反應(yīng)器之間構(gòu)成泡沫循環(huán)，以防止反應(yīng)器泡沫溢出。
2.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法采用的一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理裝置，包括管道泵、氣液混合器、反應(yīng)器和尾氣吸收器，所述反應(yīng)器上設(shè)有加熱器和熱電偶，其特征在于，所述反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)包括外殼、內(nèi)殼和折流板，外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)殼，內(nèi)殼的上沿低于外殼的上沿，外殼與內(nèi)殼之間設(shè)有折流板，折流板傾斜設(shè)置形成外殼與內(nèi)殼之間的泡沫流道，折流板的最低處設(shè)有管道向上與氣液混合器的吸氣口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理裝置，其特征在于，所述折流板的最低處與折流板下部 空間相通。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境保護中的含酚廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高濃度含酚廢水中氨氮的處理方法及其裝置，其特征在于，將含揮發(fā)酚濃度5000~5500mg/L、氨氮濃度2000~2200mg/L的待處理廢水經(jīng)氣液混合器送入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中保持溫度60~95℃、氣水比在(30~240)1、PH為9.5~10.5的反應(yīng)條件下反應(yīng)1~1.5h，由反應(yīng)器吹脫出的尾氣采用酸堿多級吸收后外排，氣液混合器與反應(yīng)器之間構(gòu)成泡沫循環(huán)，以防止反應(yīng)器泡沫溢出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是可以有效地針對常規(guī)焦化、半焦、石油化工以及制藥等行業(yè)排放的高濃度氨氮廢水進行預處理，保證氨氮去除率達到80%以上。
文檔編號C02F1/20GK103241788SQ201310201339
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者王守凱, 安路陽, 孟慶銳, 季維慶 申請人:中唯煉焦技術(shù)國家工程研究中心有限責任公司