一种真空过滤氨氮处理装置的制作方法

本技术涉及环保相关的污水处理，具体涉及一种真空过滤氨氮处理装置。

背景技术：

1、废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。

2、水中氨氮的去除方法有多种，但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。下面我们详细介绍一下这几种水中氨氮的去除方法：

3、(一)、生物硝化与反硝化(生物陈氮法)

4、1、生物硝化

5、在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为：

6、由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出h+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以caco3计)7.lg。

7、影响硝化过程的主要因素有：(1)ph值，当ph值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度快。由于硝化过程中ph将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持ph值在7.5以上；(2)温度，温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；(3)污泥停留时间，硝化菌的增殖速度很小，其大比生长速率为＝0.3～0.5d-1(温度20℃，ph8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间需要大于硝化菌的小世代时间，在实际运行中，一般应取＞2,或＞2；(4)溶解氧，氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/l以上；(5)bod负荷，硝化菌是一类自养型菌，而bod氧化菌是异养型菌。若bod5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，bod5负荷应维持在0.3kg(bod5)/kg(ss).d以下。

8、2、生物反硝化

9、在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将no2--n和no3--n还原成n2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：

10、6no3-十2ch3oh→6no2-十2co2十4h2o

11、6no2-十3ch3oh→3n2十3co2十3h2o十60h-

12、由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使no3--n、no2--n被还原，而且还可位有机物氧化分解。

13、影响反硝化的主要因素：(1)温度，温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)ph值，反硝化过程的ph值控制在7.0～8.0；(3)溶解氧，氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/l以下(活性污泥法)或1mg/l以下(生物膜法)；(4)有机碳源，当废水中含足够的有机碳源，bod5/tn＞(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为no3--n的3倍。此外，还可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。

14、(二)沸石选择性交换吸附

15、沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为(m2+2m+)o.al2o3.msio2·nh2o(m＝2～10，n＝0～9)，式中m2+代表ca2+、sr2+等二价阳离子，m+代表na+、k+等一价阳离子，为一种弱酸型阳离子交换剂。在沸石的三维空间结构中，具有规则的孔道结构和空穴，使其具有筛分效应，交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石。

16、斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为：k+，nh4+＞na+＞ba2+＞ca2+＞mg2+。利用斜发沸石对nh4+的强选择性，可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。

17、溶液ph值对沸石除氨影响很大。当ph过高，nh4+向nh3转化，交换吸附作用减弱；当ph过低，h+的竞争吸附作用增强，不利于nh4+的去除。通常，进水ph值以6～8为宜。当处理合氨氮10～20mg/l的城市进水时，出水浓度可达lmg/l以下。穿透时通水容积约100～150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。

18、吸附铵达到饱和的沸石可用5g/l的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3～5％。研究表明，石灰再生液中加入0.1mol的nacl，可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题，亦有采用2％的氯化钠溶液作再生液的，此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液需要进行处理，其处理方法有：(1)空气吹脱的nh3或者排空，或者由量h2s04吸收作肥料；(2)蒸气吹脱冷凝液为1％的氨溶液，可用作肥料；(3)电解氧化(电氯化)将氨氧化分解为n2。

19、(三)空气吹脱

20、在碱性条件下(ph＞10.5)，废水中的氨氮主要以nh3的形式存在。让废水与空气充分接触，则水中挥发性的nh3将由液相向气相转移，从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料，空气流由塔的下部进入，而废水则由塔顶落到塔底集水池。

21、影响氨吹脱效果的主要因素有：

22、(1)ph值，一般将ph值提高到10.8～11.5；

23、(2)温度，水温降低时氨的溶解度增加，吹脱效率降低。例如，20℃时氨去除率为90～95％，而10℃时降到约75％，这为吹脱塔在冬季运行带来困难；

24、(3)水力负荷，水力负荷(m3/m2.h)过大，将破坏高效吹脱所需的水流状态，而形成水幕；水力负荷过小，填料可能没有适当湿润，致使运行不良，形成干塔。一般水力负荷为2.5～5m3/m2·h；

25、(4)气水比，对于一定塔高，增加空气流量，可提高氨去除率；但随着空气流量增加，压降也增加，所以空气流量有一限值。一般，气/水比可取2500～5000(m3/m2)；

26、(5)填料构型与高度，由于反复溅水和形成水滴是氨吹脱的关键，因此填料的形状、尺寸、间距、排列方式够都对吹脱效果有影响。一般，填料间距40～50mm，填料高度为6～7.5m。若增加填料间距，则需更大的填料高度；

27、(6)结垢控制，填料结垢(caco3)特降低吹脱塔的处理效率。控制结垢的措施有：用高压水冲洗垢层；在进水中投加阻垢剂：采用不合或少含co2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环使用)；采用不易结垢的塑料填料代替木材等。

28、空气吹脱法除氨，去除率可达60～95％，流程简单，处理效果稳定，基建费和运行费较低，可处理高浓度合氨废水。但气温低时吹脱效率低，填科结垢往往严重干扰运行，且吹脱出的氨对环境产生二次污染。

29、(四)折点氯化

30、投加过量氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为n2的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：

31、nh4+十1.5hocl→0.5n2十1.5h2o十2.5h+十1.5cl-

32、由反应式可知，到达折点的理论需氯(c12)量为7.6kg/kg(nh3-n)，而实际需氯量在8～10kg/kg(nh3-n)。在ph＝6～7进行反应，则投药量可少。接触时间一般为0.5～2h。严格控制ph值和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺(如ncl3)和氯代有机物。

33、折点氯化法对氨氮的去除率达90～100％，处理效果稳定，不受水温影响，基建费用也不高。但其运行费用高；残余氯及氯代有机物须进行后处理。

34、在目前采用的四种脱氮工艺中，物理化学法由于存在运行成本高、对环境造成二次污染等问题，实际应用受到-定限制。而生物脱氮法能饺为有效和彻底地除氮，且比较经济，因而得到较多应用。

35、现在养殖废水、城市废水中，采用以上所述的氨氮处理技术，都会使用要药剂，成本较高，而且需要多个处理工序才能提取出氨氮，设备复杂，体积大，造价成本高。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种真空过滤氨氮处理装置，通过层层分流形成动态水，消除水的张力，在真空负压作用下，让废水中的氨氮游离出来，达到分离氨氮的目的。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种真空过滤氨氮处理装置，包括真空泵、氨氮处理塔和氨氮收集罐，氨氮处理塔上设有废水进水管、氨氮排气管和真空抽吸管，废水进水管连通于废水过滤池、氨氮排气管连通于氨氮收集罐，真空抽吸管连通于真空泵，在氨氮处理塔内设有分流板，分流板以氨氮处理塔的塔中心为圆心，以层层包围的状态等间距分布在氨氮处理塔内，且相邻两个分流板之间设有高度差，从废水进水管进入的水先排进最高层分流板形成的储水间隙内。

4、进一步限定，所述分流板以氨氮处理塔的塔中心为圆心，越接近氨氮处理塔内壁的分流板，其高度逐渐增高。

5、进一步限定，所述分流板以氨氮处理塔的塔中心为圆心，越接近氨氮处理塔内壁的分流板，其高度逐渐降低。分流板的设计，让氨氮处理塔内的水层层分流，形成动态水，消除水的张力，让水尽可能的扩大与真空负压环境的接触面积，最大效率的消除废水中的氨氮。

6、进一步限定，氨氮处理塔设有一座及一座以上，重叠放置在塔架上，废水进水管连通于最上一层的氨氮处理塔内，在上一层氨氮处理塔的中心位置处设有一级排水孔，一级排水孔处设有连通于下一层氨氮处理塔顶部的一级排水管。

7、进一步限定，所述氨氮处理塔设有两座，上一层氨氮处理塔内的分流板以氨氮处理塔的塔中心为圆心，越接近氨氮处理塔内壁的分流板，其高度逐渐增高。

8、进一步限定，所述氨氮处理塔设有两座，下一层氨氮处理塔内的分流板以氨氮处理塔的塔中心为圆心，越接近氨氮处理塔内壁的分流板，其高度逐渐降低。

9、进一步限定，在下一级氨氮处理塔内的侧壁底部设有二级排水管，二级排水管外连通着真空过滤罐。

10、进一步限定，氨氮处理塔内的真空负压为25000pa～27000pa。在此真空负压情况下，液体中氨氮的释放度最好，氨氮的分离效果最好，能最大程度的排除废水中的氨、氮成分。

11、当真空负压的环境消失后，废水才能从废水排水管往下排，所以在两座氨氮处理塔上还设有排压口，在排压口处设有电磁阀，能随时控制氨氮处理塔内的废水储存量。

12、本实用新型与现有技术相比的有益效果是：利用真空对废水中的氨氮进行处理，设备简单，氨氮抽离的效率高，投入成本小，对于环保工程具有很大的助益。