一种高氨氮废水脱氮处理装置及处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境工程技术领域，涉及污水处理及中水回用技术，特别涉及一种高 氨氮废水脱氮处理。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的飞速发展，过量氮磷排放所导致的严重富营养化问题已引起人们 的高度关注。据统计，我国主要湖泊中，因氮、磷污染而处于富营养化状态的已占统计湖泊 总量的56%之多。目前，氨氮已超过COD成为影响我国地表水水环境质量的首要指标，全国 七大水系、26个国控重点湖泊（水库）、四大海区近岸海域（除渤海海域外）、192个入海河 流断面都将氨氮纳入主要污染指标。在"十二五"国民经济和社会发展规划纲要中，已明确 提出氨氮减排10%的目标。
[0003] 在氨氮的去除方面，国内外采用的方法有传统生物法（A/0，A2/0，SBR，氧化沟等）， 短程硝化一反硝化法，厌氧氨氧化发，吹脱法，选择性离子交换法，折点氯化法，化学沉淀法 等。但是这些方法均有各自的局限性，特别是对含油且高浓度氨氮废水更是力不从心。生 物法处理成本较低，但油页岩废水中的油类、酚类等较高，直接通入反应器易导致活性污泥 死亡；厌氧氨氧化无需供养，不需要外加有机物做电子载体，可以适用于碳源不足的高氨氮 废水，无二次污染，运行费用低，同时污泥产量减少了 90%，但由于厌氧氨氧化法是在自养 菌的作用下运行，其驯服启动时间长，污染物去除负荷偏低；单一吹脱法操作简单、效率高， 但易产生二次污染；离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点，适用于中低浓度的 氨氮废水（<500mg/L)，然而对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难；折 点氯化法最突出的优点是通过合理的控制加氯量和对流量，去除废水中的全部氨氮，同时 还能达到消毒目的，但其成本偏高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染，其适合用于 深度脱氮处理，且氨氮浓度不易过高。化学沉淀法是根据废水中污染物的性质，投加相对应 的化工原料，一般的是加入硫酸镁和磷酸二氢钾，然而这种处理会使得水中的磷元素大量 增加，对后续的生物处理产生较大影响。并且油页岩废水中含有大量的油及其他杂质，若直 接进行化学沉淀，不仅使沉淀得到的沉淀物不纯净，无法使用，其脱氮处理效果也不好。
[0004] 因此，有必要设计一种更好的脱氮处理装置及处理方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有脱氮技术存在的问题，本发明提供一种既可防止二次污染，又可得到纯 净沉淀物回收利用的高氨氮废水脱氮处理装置及处理方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种高氨氮废水脱氮处理装置，包括空气泵，反应瓶和洗气瓶，所述废水置于所述 反应瓶内，所述空气泵将空气通入所述反应瓶内与所述废水进行吹脱反应，所述洗气瓶内 具有弱磷酸溶液，吹脱反应后的氨气通入所述弱磷酸溶液中，并于所述洗气瓶内加入硫酸 镁，相互反应后形成硫酸铵镁沉淀。
[0008] 进一步，所述反应瓶置于水浴锅内，所述水浴锅内具有恒温水，为所述反应瓶提供 吹脱反应所需的温度。
[0009] 进一步，所述空气泵与所述反应瓶之间设有转子流量计，用以控制吹脱反应时的 曝气量。
[0010] 进一步，还包括测试瓶与所述洗气瓶连通，所述测试瓶内具有弱磷酸溶液，用于测 试从所述洗气瓶出来的气体中氨氮含量。
[0011] 进一步，还包括生物反应器，所述生物反应器用于除去吹脱反应后的废水及洗气 瓶内的溶液的剩余氨氮。
[0012] 进一步，所述反应瓶、所述洗气瓶及所述测试瓶内均插入PH测量计。
[0013] 一种高氨氮废水脱氮处理方法，包括：将所述废水注入反应瓶，加热所述反应瓶并 于其中通入空气进行吹脱反应，吹脱后的氨气通入洗气瓶内的弱磷酸溶液中，并于所述洗 气瓶内加入硫酸镁进行磷酸铵镁沉淀反应，形成磷酸铵镁沉淀进行回收。
[0014] 进一步，上述步骤完成后，将所述洗气瓶内的气体通入具有弱磷酸溶液的测试瓶 内，然后测试所述测试瓶内的氨氮含量，确保所述反应瓶中吹脱的氨气完全被所述洗气瓶 吸收。
[0015] 进一步，将吹脱反应后的废水和磷酸铵镁沉淀反应后的溶液通入生物反应器内进 行处理，进一步脱氮。
[0016] 进一步，还包括烧杯，吹脱的氨气先通入所述弱磷酸铵溶液中反应，然后将反应后 的溶液倒入烧杯，将硫酸镁加入所述烧杯中进行磷酸铵镁沉淀反应。
[0017] 本发明的有益效果：
[0018] 废水先在所述反应瓶内与空气进行吹脱反应，吹脱后的氨气通入洗气瓶的弱磷酸 溶液中，再加入硫酸镁，进行硫酸铵镁沉淀反应，既可对吹脱反应后的氨气进行处理，防止 二次污染，且因为吹脱出纯净的氨气，进而形成纯净的硫酸铵镁沉淀，用以回收利用，且使 用该处理方法，脱氮效率高。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明高氨氮废水脱氮处理装置示意图；
[0020] 图中，1一空气泵、2-反应瓶、3-水浴锅、4 一洗气瓶、5-测试瓶、6-转子流量计。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0022] 如图1所示，本发明高氨氮废水脱氮处理装置包括空气泵1，反应瓶2,水浴锅3， 洗气瓶4,测试瓶5及生物反应器（未图示），其中废水置于反应瓶2内，反应瓶2置于水浴 锅3内，水浴锅3内具有恒温水，洗气瓶4与反应瓶2通过管道连通，洗气瓶4内具有弱磷 酸溶液，测试瓶5与洗气瓶4大致相同，其连接于洗气瓶4的后方，测试瓶5内也具有弱磷 酸溶液。空气泵1与反应瓶2之间设有转子流量计6,用以控制反应瓶2内的曝气量，反应 瓶2、洗气瓶4及测试瓶5内均插设有PH测量计，用以测试瓶内的PH值，进而调节瓶内PH 值在所需数值。
[0023] 本发明高氨氮废水脱氮处理方法如下：
[0024] 先将空气泵1内的空气通入反应瓶2内的废水中，在水浴锅3内温水的作用下，空 气与废水在反应瓶2内进行吹脱反应，吹脱反应时，调节废水的PH为碱性，由于本实施例中 废水是油页岩废水，其PH值大概在9. 3左右，故不需额外调节。吹脱反应后反应瓶2内产 生纯净的氨气，氨气通入洗气瓶4内的弱磷酸溶液中，生成铵根离子，同时在洗气瓶4内加 入适量的硫酸镁溶液，调节PH值，使洗气瓶4内进行磷酸按镁沉淀反应（MAP反应），生成纯 净的磷酸铵镁沉淀，而该沉淀物是鸟粪石的主要成分，用以回收利用，例如作为农业肥料使 用。在本实施例中，是直接在反应瓶4内加入硫酸镁溶液，在其他实施例中，也可以先使氨 气通入洗气瓶4内与弱磷酸溶液反应，然后将反应后的溶液倒入烧杯中，在烧杯中加入硫 酸镁溶液，进行磷酸铵镁沉淀反应。
[0025] 为了确保反应瓶2中吹脱出氨气完全被洗气瓶4吸收，在洗气瓶4后面连接了测 试瓶5,测试瓶5内具有弱磷酸溶液，在磷酸铵镁沉淀反应之后，测量测试瓶5内液体的氨氮 含量，若其中没有氨氮，说明反应瓶2中吹脱出氨气已完全被洗气瓶4吸收；若测试瓶5中 含有氨氮，说明洗气瓶4并未完全吸收反应瓶2中吹脱出的氨气，则需调整转子流量计6,减 小空气曝气量，使氨气量减少，或者在洗气瓶4内加入更多的弱磷酸溶液，使得经过洗气瓶 4之后，氨气基本被吸收，最后测量测5试瓶内的氨氮含量没有为佳。
[0026] 在上述处理完成后，将反应瓶2内的废水及洗气瓶4内的溶液，与生活污水按照一 定比例通入生物反应器中，由于已经经过了上述处理，废水中绝大部分氨氮已被去除，再将 反应瓶2内的废水、洗气瓶4内的溶液及生活污水按照一定比例加入生物反应器，可以符合 生物反应器反应时所需的碳、氮、磷含量比例，减轻了直接将磷酸铵镁加入废水中，再将废 水通入生物反应器中产生磷含量过多的影响。
[0027] 使用本发明高氨氮废水脱氮处理装置及处理方法脱氮时，各容器内的氨氮含量表 如下：
【主权项】
1. 一种高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于，包括：空气泵，反应瓶和洗气瓶，所述 废水置于所述反应瓶内，所述空气泵将空气通入所述反应瓶内与所述废水进行吹脱反应， 所述洗气瓶内具有弱磷酸溶液，吹脱反应后的氨气通入所述弱磷酸溶液中，并于所述洗气 瓶内加入硫酸镁，相互反应后形成硫酸铵镁沉淀。
2. 根据权利要求1所述的高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于：所述反应瓶置于水 浴锅内，所述水浴锅内具有恒温水，为所述反应瓶提供吹脱反应所需的温度。
3. 根据权利要求1所述的高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于：所述空气泵与所述 反应瓶之间设有转子流量计，用以控制吹脱反应时的曝气量。
4. 根据权利要求1所述的高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于：还包括测试瓶与所 述洗气瓶连通，所述测试瓶内具有弱磷酸溶液，用于测试从所述洗气瓶出来的气体中氨氮 含量。
5. 根据权利要求1所述的高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于：还包括生物反应 器，所述生物反应器用于除去吹脱反应后的废水及洗气瓶内的溶液的剩余氨氮。
6. 根据权利要求1所述的高氨氮废水脱氮处理装置，其特征在于：所述反应瓶、所述 洗气瓶及所述测试瓶内均插入PH测量计。
7. -种高氨氮废水脱氮处理方法，其特征在于，包括：将所述废水注入反应瓶，加热所 述反应瓶并于其中通入空气进行吹脱反应，吹脱后的氨气通入洗气瓶内的弱磷酸溶液中， 并于所述洗气瓶内加入硫酸镁进行磷酸铵镁沉淀反应，形成磷酸铵镁沉淀进行回收。
8. 根据权利要求7所述的高氨氮废水脱氮处理方法，其特征在于：上述步骤完成后， 将所述洗气瓶内的气体通入具有弱磷酸溶液的测试瓶内，然后测试所述测试瓶内的氨氮含 量，确保所述反应瓶中吹脱的氨气完全被所述洗气瓶吸收。
9. 根据权利要求7所述的高氨氮废水脱氮处理方法，其特征在于：将吹脱反应后的废 水和磷酸铵镁沉淀反应后的溶液通入生物反应器内进行处理，进一步脱氮。
10. 根据权利要求7所述的高氨氮废水脱氮处理方法，其特征在于：还包括烧杯，吹脱 的氨气先通入所述弱磷酸铵溶液中反应，然后将反应后的溶液倒入烧杯，将硫酸镁加入所 述烧杯中进行磷酸铵镁沉淀反应。
【专利摘要】一种高氨氮废水脱氮处理装置及处理方法，包括空气泵，反应瓶和洗气瓶，所述废水置于所述反应瓶内，所述空气泵将空气通入所述反应瓶内与所述废水进行吹脱反应，所述洗气瓶内具有弱磷酸溶液，吹脱反应后的氨气通入所述弱磷酸溶液中，并于所述洗气瓶内加入硫酸镁，相互反应后形成硫酸铵镁沉淀。通过上述处理，既可对吹脱反应后的氨气进行处理，防止二次污染，且因为吹脱出纯净的氨气，进而形成纯净的硫酸铵镁沉淀，用以回收利用，且使用该处理方法，脱氮效率高。
【IPC分类】C02F101-16, C02F9-04
【公开号】CN104803511
【申请号】CN201510185901
【发明人】胡筱敏, 钱光升, 李亮
【申请人】东北大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月20日