本实用新型属于水处理设备技术领域，涉及一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置。
背景技术：
脱硫废水的主要特征包括：1、含盐量高，变化范围大，一般在30000mg/l-60000mg/l；2、悬浮物浓度高，大多在10000mg/l以上，最高可达60000mg/l；3、硬度高，易结垢，Ca2+、SO42-、Mg2+含量高；4、腐蚀性强，Cl-含量高；5、氨氮含量高，大多在1500mg/l以上；6、水质随时间和工况而变化；7、水质中含有各种重金属元素成分。
国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，针对不同种类的污染物，其各自的去除机理如下：1)酸碱度调节(去除)先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂(如：NaOH等)，将pH值调至6～7，为后续处理工艺环节创造良好的技术条件，同时在该环节可以有效去除氟化物(产品CaF2沉淀)和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂，将pH升至8～9，使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。2)汞、铜等重金属的去除沉淀分离是一种常用的金属分离法，除活泼金属外，许多金属的氢氧化物的溶解度较小。故脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物，如氢氧化钠(NaOH)，产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。值得一提的是，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。在脱硫废水处理中，一般控制pH值8.5～9.0之间，在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属，一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠(Na2S)，以产生Hg2S、CuS等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小，溶度积数量级在10-40～10-50之间。对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/L，就可对小于10μg/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如FeCl3及一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。还有一些工艺，以Ca(OH)2代替NaOH，反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物，以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。
现有的脱硫废水处理工艺中，如上所述，主要以化学处理为主，采用混凝沉降工艺，主要针对废水水质中的Ca2+、悬浮物、重金属进行处理，而忽略了废水中高氨氮的存在，对脱硫废水中的高氨氮没有有效的处理脱除方式。处理后的脱硫废水直接与厂区其他股废水综合稀释，采用生化工艺进行处理。由于脱硫废水中的高氨氮含量，对整体的综合废水产生非常大的冲击，生化处理过程中，由于系统的高氨氮存在，系统的初设规模大大增加，同时运行过程中需要不断补充大量的碳源，造成整体生化系统运行成本的升高。
氨氮在废水里的去除是一个难题。传统的办法中，生物脱氮法、折点加氯法仅适合处理低浓度氨氮废水；离子交换法需要对树脂进行再生，再生液产生的高氨氮废水需要做进一步处理；化学沉淀法处理成本高，效率低；催化湿式氧化法要求反应条件苛刻，不易于控制；电渗析法需要电能驱动，能耗高；蒸氨(汽提)或者吹脱技术处理效率低，容易造成二次污染。显而易见，以上介绍的几种废水氨氮脱除的方法各有优缺点，但这些方法均存在一定的缺点和应用局限，如处理成本高，条件控制严格，易造成二次污染等。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效去除脱硫废水中的高氨氮，且成本低的高氨氮脱硫废水一体化处理装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置，它包括前段的重金属去除单元和化学混凝沉淀单元，以及后段的氨氮脱除单元；具体包括依次顺序连接的PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、一级氨氮预处理A型膜萃取装置、多级串联的氨氮处理B型膜萃取装置；
进一步地，在沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置之后均设有中间水池；在每级氨氮处理B型膜萃取装置之后均设有中间水池。
进一步地，在氨氮预处理A型膜萃取装置之前设有保安过滤器。
进一步地，所述高氨氮脱硫废水一体化处理装置中还可包括辅助单元，所述辅助单元包括：加药装置、氨氮吸收液循环装置、氨氮回收装置、膜清洗装置中的一种或几种。
进一步地，所述一体化处理装置还包括加药装置，所述加药装置分别与反应池、混凝池、絮凝池连接。
进一步地，所述一体化处理装置还包括氨氮吸收液(即酸)循环池，所述氨氮吸收液循环池出口分别与所述氨氮预处理A型膜萃取装置和每级氨氮处理B型膜萃取装置的下部氨氮吸收液入口连接。
进一步地，所述沉淀池上装有与水平方向的斜度为60度的斜管组件。
上述高氨氮脱硫废水一体化处理装置的工艺流程是：废水依次进入PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置、氨氮处理B型膜萃取装置后，脱硫废水达标排放。工作原理是：在反应池中加入重捕剂去除重金属，在混凝池中加入絮凝剂、在絮凝池中加入助凝剂去除SS等，在氨氮预处理A型膜萃取装置中进行氨氮预处理，在氨氮处理B型膜萃取装置中进一步去除氨氮，使废水中的氨氮、重金属、SS等达到设定排放标准，排放至综合废水处理系统进行生化后处理。
本实用新型的高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺，包含氨氮脱除前脱硫废水的预处理(去除重金属、SS等)以及氨氮的脱除处理(氨氮处理膜萃取装置及工艺)，它是化学反应系统与脱氨氮系统的有效结合，通过化学反应系统的预处理，再通过脱氨氮系统脱除氨氮，最终将脱硫废水中的SS、氨氮、重金属去除并达到排放标准。其技术特点包括：
1、去除氨氮前，必须有去除重金属及SS的化学反应装置以及沉淀装置；
2、氨氮去除采用AEM(Ammonia Extraction Module氨萃取膜)即膜萃取工艺，在常温常压下进行；
3、模块可以任意组合，以达到设计去除标准为依据。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺，在集成常规化学处理工艺的同时，结合高效的AEM即膜萃取技术，能有效解决脱硫废水在进入生化系统前的高氨氮负荷问题。在脱硫废水混合进入综合废水前，对水体中的高氨氮进行有效去除降解，既能节省因高氨氮问题导致池容的扩大从而产生的初设规模的扩大，又极大地节省了系统因为高氨氮问题所投加碳源所产生的运行费用。
本实用新型的氨氮脱除装置是专门针对脱硫废水中高氨氮情况设计的，它结合了传统的化学处理工艺在去除重金属、悬浮固体方面的优势，集成了高效膜脱氨氮技术，在解决脱硫废水中重金属、高悬浮固体的同时，解决了脱硫废水中高氨氮的去除问题。其脱氨的原理，与氨氮吹脱塔和酸吸收塔类似。吹脱塔是将氨从水中吹出来，再在吸收塔中用酸将吹出来的氨吸收固定下来。只不过本实用新型的脱硫废水氨氮脱除装置脱氨是将以上两步过程在接触面积非常大的膜组件内一步完成，设备占地大大减少。另外，由于在膜组件内部实现了以酸吸收液作为脱氨的推动力，跟吹脱塔以空气吹扫作为脱氨的推动力相比，氨氮脱除效率大大增加。与传统的脱氨技术相比，本高氨氮脱硫废水一体化处理装置及工艺具有以下优势：
1)解决了脱硫废水中的重金属、悬浮物与氨氮不能同时脱除的问题，可以同时处理废水中的重金属、悬浮物和氨氮；
2)氨氮脱除效率高，解决了常规装置中氨氮脱除效率低的问题，并且可以根据用户对出水水质和成本控制的综合考虑，采用不同的模块组合，精确设计脱除率，在用户系统工艺变更的情况下，可以通过增加或者减少模块数量，节约系统的运行成本；
3)氨脱除和氨吸收合二为一，设备占地面积大大减少；
4)常温常压下运行，能耗极低，运行成本大大降低；
5)模块化设计，移动、扩容方便；
6)脱氨膜系统提供了一个封闭的运行环境，可保证无氨气泄漏，实现清洁生产；
7)膜耐冲击负荷强，在较高的SS、Ca2+、SO42-、Mg2+环境下，不易结垢，结垢后在简单清洗下，能快速恢复废水通量。
附图说明
图1是本实用新型一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置的结构示意图。
图中：1、PH调节池，2、反应池，3、混凝池，4、絮凝池，5、沉淀池，6、中间水池，7、保安过滤器，8、氨氮预处理A型膜萃取装置，9、氨氮处理B型膜萃取装置，10、氨氮吸收液循环池。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本实用新型一种高氨氮脱硫废水一体化处理装置，它包括前段的重金属去除单元和化学混凝沉淀单元，以及后段的氨氮脱除单元；具体包括依次顺序连接的PH调节池1、反应池2、混凝池3、絮凝池4、沉淀池5、中间水池6、保安过滤器7、一级氨氮预处理A型膜萃取装置8、中间水池6、多级串联的氨氮处理B型膜萃取装置9；在每级氨氮处理B型膜萃取装置之后均设有中间水池6。
所述一体化处理装置还包括加药装置，所述加药装置分别与反应池、混凝池、絮凝池连接。
所述一体化处理装置还包括氨氮吸收液循环池10，所述氨氮吸收液(即酸)循环池出口分别与所述氨氮预处理A型膜萃取装置和每级氨氮处理B型膜萃取装置的下部氨氮吸收液入口连接。
所述一体化处理装置还可包括氨氮吸收液循环装置、氨氮回收装置、膜清洗装置。
所述沉淀池上装有与水平方向的斜度为60度的斜管组件。
所述氨氮预处理A型膜萃取装置和每一级氨氮处理B型膜萃取装置中的膜材料采用聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜，采用中空纤维膨化拉升工艺制成。该PTFE中空纤维微孔疏水膜具有相对较小的的微孔孔径(0.02-0.4μm)和更高的微孔孔隙率(45-75％)，相比常规的聚丙烯(PP)中空纤维微孔疏水膜，PTFE中空纤维微孔疏水膜具有更好的耐腐蚀性能和更长的使用寿命，可适用于脱硫废水中这种高浓度、强腐蚀性、低表面张力的料液的氨氮脱除操作环境；膨化拉升过程中通过对温度、时间、速度等工艺参数控制，可制成具有相对较小的的微孔孔径和更高的微孔孔隙率的PTFE中空纤维微孔疏水膜。
所述氨氮预处理A型膜萃取装置8中的PTFE膜具有较大的微孔孔径，其微孔孔径大小为0.2-0.4μm，微孔孔隙率为60-75％，适合作为脱硫废水处理的预处理段；而所述氨氮处理B型膜萃取装置9中的PTFE膜的微孔孔径及孔隙率均较氨氮预处理A型膜萃取装置段中的PTFE膜小，其微孔孔径大小为0.02-0.2μm，微孔孔隙率为45-60％，适合更精细的处理工艺段。
所述氨氮预处理A型膜萃取装置、氨氮处理B型膜萃取装置中的膜采用外压式结构，较内压式结构相比，膜不易堵塞，对反冲洗要求低，适合脱硫废水高钙、高SS特点。所述氨氮预处理A型膜萃取装置、每一级氨氮处理B型膜萃取装置，根据脱硫废水处理量大小以及场地大小的不同，可采用不同数量(可多达十几二十个)的膜组件并联组合，即：所述氨氮预处理A型膜萃取装置、每一级氨氮处理B型膜萃取装置，由若干个膜组件并联组合而成，每个膜组件中包含成千上万根中空纤维膜。
利用本实用新型的去除氨氮装置去除脱硫废水中氨氮的工艺方法如下：
脱硫废水依次进入PH调节池、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、氨氮预处理A型膜萃取装置、多级氨氮预处理B型膜萃取装置后，脱硫废水达标排放。
上述具体工艺过程如下：
一、为了达到脱硫废水中同时脱除重金属、氨氮、SS的目的，装置前端采用常规的化学混凝工艺对废水做预处理，其过程是：
废水首先通过提升泵进入PH调节池(在PH调节池中先行加入碱液，调整废水pH值升至10.0以上，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件)，然后自流进入反应池(在反应池中加入重捕剂有机硫化物，通过机械搅拌创造合适的反应梯度，使废水中的大部分重金属形成沉淀物)、混凝池(通过前面两步反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在混凝池中加入一定比例的絮凝剂PAC，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来)、絮凝池(在絮凝池入口处加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂PAM，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，使得废水中的大部分悬浮物沉淀下来)、沉淀池(沉淀池是根据平流式沉淀原理，在池内增加许多斜管后，加大水池过水断面的湿周，同时减小水力半径，为此在同样的水平流速v时，可以大大降低雷诺数re，从而减少水的紊动，促进沉淀。另外，在泥渣悬浮层上方安装斜度为60度(与水平方向的夹角)的斜管组件，使原水中的悬浮物、固化物或经投加药剂混凝后形成的絮体矾花，在斜管底侧表面积聚成薄泥层，依靠重力作用滑回泥渣悬浮层，继而沉入集泥斗，由排泥管排入污泥池另行处理或综合利用，上清液逐渐上升至集水管排入中间水池)、中间水池(废水中转提升)，中间水池出水通过提升泵进入氨氮预处理A型膜萃取装置。
二、去除悬浮物及重金属的废水，经过保安过滤器后进入一级氨氮预处理A型膜萃取装置中的A型膜处理单元进行预处理，该单元中的A型膜采用特殊材料强化处理，具有非常高的耐污性能，同时该单元作为后续B型膜处理单元的预处理单元，为后续氨氮处理B型膜萃取装置提供运行保障。脱硫废水再进入后面的几级氨氮处理B型膜萃取装置中的B型膜处理单元，经过后几级B型膜处理后，废水中的氨氮达到设定排放标准，排放至综合废水处理系统进行生化后处理。
所述的氨氮预处理A型膜萃取装置、氨氮处理B型膜萃取装置，采用中空纤维膜液相微萃取技术，AEM膜脱氨的原理如下：
氨氮在水中存在以下平衡：NH4++OH-←→NH3↑+H2O，当废水中PH提高或者温度上升时，上述平衡将会向右移动，铵根离子NH4+变成游离的气态NH3。这时气态NH3可以透过装置内膜表面的微孔从膜一侧的废水相进入膜另一侧的酸吸收液相，被酸液吸收立刻又变成离子态的NH4+。保持废水的PH在10以上，这样废水相中的NH4+就会源源不断地变成NH3向吸收液相迁移。从而废水侧的氨氮浓度不断下降，直至达到设定的排放标准；而酸吸收液相由于只有酸和NH4+，所以形成的是非常纯净的铵盐，并且在不断地循环后达到一定的浓度，可以被回收利用。该过程的实质是扩散与吸收的连续过程，解析与吸收在膜的两侧同时完成。副产品铵盐的质量浓度可达25％～35％，成为清洁的工业原料，而脱硫废水中的氨氮可以降至设定的出水水质标准以下。