一种雾化分散处理氨氮废水的方法及装置与流程

本发明涉及环境污染水处理领域，尤其是涉及一种雾化分散处理氨氮废水的方法及装置。

背景技术：

随着化肥、石油化工、焦化、畜禽养殖等行业的迅速发展壮大，由此产生的高浓度氨氮废水也成为限制行业发展的因素之一。氨氮废水排入水体不仅会引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且对人群及生物还会产生毒害作用。因此，国家对排放废水中氨氮浓度有严格的规定和限制(GB8978-2015《污水综合排放标准》规定一级排放标准是氨氮浓度小于8mg/L，二级排放标准是氨氮浓度小于25mg/L)。

对于高浓度氨氮废水，国内外较为成熟的处理工艺是采用汽提或吹脱工艺。

汽提是采用调整酸碱度的废水在高温下与水蒸气进行传质传热，从而实现将氨氮从废水中分离出来的目的。处理每吨废水需要200-300kg蒸汽耗量，能耗较高，从而阻碍了其普及应用。

吹脱是以空气作为载体，将空气通入待处理废水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。氨氮的吹脱效率虽能达到85-90％，但用在废水处理中，出水却难以达到国家排放标准。特别是应用于低浓度(<400mg/L)氨氮废水处理时，其吹脱效率大大降低。

而连续化学沉淀法虽然投资和占地面积都比生物法小，但药剂消耗量大，处理药剂成本高，容易造成二次污染，而且出水水质也难以达到国家一级或二级排放标准。

技术实现要素：

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能耗低、氨氮回收效率高、受环境温度影响小的雾化分散处理氨氮废水的方法及装置，旨在解决现有高浓度氨氮废水处理技术，吹脱塔易结垢，汽提受环境温度影响大的缺点。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种雾化分散处理氨氮废水的方法，包括以下步骤：

A.预处理：将高浓度氨氮废水进行均质处理，然后进行沉淀过滤，去除废水中的悬浮物。

B.pH调节：将经预处理过的废水送入调节池，采用pH调节剂将废水的pH调至9-14。

C.雾化：将调节池内的废水引入雾化装置，雾化后得到雾相与液相，并将液相排入生化池内。

D.气液分离：将雾化装置输出的雾相经加热/保温处理后送入气液分离装置中，在重力作用下，实现氨气相与液相的自行分离。

E.氨气回收：将经气液分离装置中得到的液相排入生化池内，同时将氨气相通入回收装置，利用稀酸对氨气相进行吸收并得到吸收液。

F.蒸馏：吸收液经蒸馏浓缩后，可作为氮肥类产品使用。

进一步的，所述的雾相中氨的浓度是指游离氨和铵离子的综合。

一种雾化分散处理氨氮废水的装置，包括雾化装置、加热保温装置、气液分离装置和回收装置，所述的雾化装置内通过若干块支撑板分隔形成若干层雾化层，雾化层内设有进水区、出水区与若干雾化区；所述的雾化装置内安装有出雾管，每层出雾管在一定高度开有若干进雾孔，进雾孔的位置由雾化区的雾化高度而定；上层雾化层的出水区对应连通下层雾化层的进水区；所述进水区内设有水帘，出水区底面开有若干出水孔，雾化区内安装有雾化器，所述的雾化器可为超声雾化器或高压雾化器；所述进水区与出水区之间设有挡板，进水区与雾化区之间、相邻雾化区之间、雾化区与出水区之间均设有溢流板；所述的出雾管底部设有排水口，出雾管末端装有引风机并先后连接加热保温装置与气液分离装置，气液分离装置与回收装置之间安装有引风机。

进一步的，所述的溢流板的高度呈阶梯分布。

作为优选，所述的超声雾化器由超声换能片与聚能雾化喷嘴组成。

进一步的，所述的雾化装置上方设有进水管，雾化装置底部设有出水管与支脚，进水管与第一层雾化层的进水区连通，出水管与最底层的雾化层的出水区连通。

进一步的，所述气液分离装置内由若干隔板分成若干区间，气液分离装置底部设有液体收集装置，所述气液分离装置进口处装有引风机。

本发明的有益效果：(1)本发明的处理工艺中，采用超声或高压雾化装置对高浓度氨氮废水进行雾化，形成微米级雾滴，大大增加了液滴的比表面积，极大地提高废水中游离氨从液相中逸出的速率和效率；另一方面由于超声空化效应、机械效应和热效应，在超声波的作用下，氨氮废水温度会有所升高，液体分子间的引力减小，液体的黏度和表面张力也随之降低，有利于游离氨从液相中分离出来。

(2)本发明的装置采用空塔喷雾，取消了填料，有效避免了由于填料板结、老化而产生的沟流和死区，以及对管道的阻塞问题，解决了常规汽提脱氨工艺中塔设备结垢问题，降低了设备运行负荷，同时也减小了设备体积，降低了建设投入成本。

(3)本发明的装置采用超声雾化或高压雾化，雾化装置后设置加热/保温装置，保证逸出的游离氨浓度不随温度的变化而变化，解决了常规吹脱工艺处理效率受环境温度影响大的缺点，设备雾化效果稳定，氨氮去除效率稳定。

(4)本发明采用稀酸等吸收液对含氨气相进行吸收回用，在实现资源再生创造经济价值的同时，有效避免了二次污染。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的雾化装置的A-A的剖面图。

图4为本发明的雾化装置的B-B的剖面图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，

将氨氮浓度为2000mg/L的废水进行均质处理，然后进行沉淀过滤，去除废水中悬浮物，将经预处理过的废水送入pH调节池，采用氢氧化钠将废水的pH调至碱性，将调节池内的废水引入雾化装置，控制废水流速以控制其在雾化装置内的停留时间，反应40min后测得出水口液相的氨氮浓度为12.69mg/L，已达到了国家规定的二级排放标准，并将液相排入生化池内，将雾化装置输出的雾相经保温处理后送入气液分离装置中，在重力作用下，实现氨气相与液相的自行分离，气液分离后所得液相的氨氮浓度在10-30mg/L，将其排入生化池，经生化处理后达到国家排放标准，同时将氨气相通入回收单元，利用稀酸对氨气相进行吸收并得到吸收液，N在吸收液中主要以铵盐的形式存在，经蒸馏浓缩后可作为氮肥类产品使用。

实施例2，如图1所示，

将氨氮浓度为5000mg/L的废水进行均质处理，然后进行沉淀过滤，去除废水中悬浮物，将经预处理过的废水送入pH调节池，采用氢氧化钙将废水的pH调至碱性，将调节池内的废水引入雾化装置，控制废水流速以控制其在雾化装置内的停留时间，反应60min后测得出水口液相的氨氮浓度为14.81mg/L，已达到了国家规定的二级排放标准，并将液相排入生化池内，将雾化装置输出的雾相经保温处理后送入气液分离装置中，在重力作用下，实现氨气相与液相的自行分离，气液分离后所得液相的氨氮浓度在10-30mg/L，将其排入生化池，经生化处理后达到国家排放标准，同时将氨气相通入回收单元，利用稀酸对氨气相进行吸收并得到吸收液，N在吸收液中主要以铵盐的形式存在，经蒸馏浓缩后可作为氮肥类产品使用。

如图2、3、4所示，

本发明的雾化层内包括进水区、雾化区与出水区，废水先后经过进水区、雾化区与出水区。废水通过提升泵从进水管4进入第一层雾化层的进水区，水帘2能有效切割水柱形成水雾的同时缓解水流冲击力，有效促进废水雾化；随后水雾陆续经过雾化区内，在雾化器19的作用下，形成微米级雾滴，大大增加了液滴的比表面积，有利于游离氨和铵离子从液相中分离出来，同时形成雾相，随后雾相在引风机6的作用下由该层的进雾孔7进入出雾管5，经加热保温装置7进入气液分离装置9，保证逸出的游离氨浓度不随温度的变化而变化，气相通过引风机6进入回收装置11。气液分离装置9中的液相经液体收集装置12收集后从出水管10排入生化池，废水经生化池处理后，可达到国家一级排放标准。所述的出雾管5底部设有排水口16，出雾管5内液体累积到特定液位时，方便进行排空。而雾化装置3中的液相继续经本层的出水区流入下层雾化层的进水区，如此反复，经层层雾化后，废水内的游离氨和铵离子基本被分离出来。随后，废水从最后一层雾化层的出水区经出水管15排入生化池。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。