[發明專利]含有高氨氮和硝態氮的生產污水回收處理方法

有效

• 申請號: 201410312375.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104058525A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 解烜;田濤;李兆靜;譚中俠;花紹龍;宋海龍;孫藝;李大為
• 申請（專利權）人: 中國天辰工程有限公司;天津天辰綠色能源工程技術研發有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 鄭聰

技術領域

本發明創造屬于污水處理領域，尤其是涉及硝酸銨、硝酸氨鈣和硝酸磷肥裝置排出的含有高氨氮和硝態氮的生產污水的單獨或聯合處理及回用。

背景技術

硝酸銨、硝酸氨鈣和硝酸磷肥裝置的生產污水共有的特點是均為裝置排出的工藝冷凝液，污水中均含有NH₄NO₃，呈堿性時會含有1000～5000mg/L的游離氨；不同的是，硝酸銨污水中僅含有NH₄NO₃及少量游離氨，而硝酸磷肥生產污水中還含有一定量的COD、懸浮物和氟離子和其他無機鹽，硝酸氨鈣生產污水中含有鈣離子。水質成分如下表所示：

工業上對產水的要求為：

淡水：產水率＞95％，NH₃-N≤10mg/L，TN≤15mg/L

濃縮液：產水率＜5％，TDS＞10％(質量百分比)

目前國內硝酸銨的生產污水處理方法有電滲析法、反滲透法、電滲析+納濾+電去離子(EDI)膜組合法、離子交換AB床法、傳統生化法、氨吹脫法和折點氯化法。它們各自的方法及原理、處理效果及優缺點見下表：

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明針對硝酸銨、硝酸氨鈣和硝酸磷肥裝置的生產污水的水質特點和出水的水質要求，充分利用反滲透在較低含鹽量(主要是NH₄⁺及NO₃^-濃度)時的去除優勢，以及電滲析在高含鹽量(主要是NH₄⁺和NO₃^-濃度)時的去除優勢，采用兩級反滲透+電滲析組合工藝方案，根據污水的不同含鹽量，選擇不同的工藝組合及排序，提高脫鹽率，達到濃縮液減量，淡水深度脫鹽的目的。處理后產水分為淡水和濃縮液，淡水產水率可達95％以上，水質完全可以達到《污水再生利用設計規范》中循環冷卻水的補水水質要求，可作為循環冷卻水系統補水或脫鹽水站的混床進水進行回用；濃縮液水量為污水量的5％以下，含鹽量10～12％(質量百分比)，濃縮液回到工藝裝置再次使用，如硝酸磷肥裝置，實現真正的零排放。

反滲透膜對常見離子的去除率大小順序為：

Al³⁺＞Mg²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞NH₄⁺

PO₄^3-＞SO₄^2-＞Cl^-＞NO₃^-

從上述排序可以看出，NH₄⁺、NO₃^-離子是相對較難脫除的離子，因此出水中NH₃-N和TN的含量是處理工藝的關鍵控制指標，當淡水產水中NH₄⁺、NO₃^-離子達標時，即其脫除率需達到90％以上時，其它離子的脫除率遠高于此。

具體處理工藝包括兩大步驟：

①預處理

根據污水水質，采取相應的預處理措施，采用換熱、中和、臭氧氧化及過濾的預處理方式。

換熱的目的是將來水的溫度由55℃降至20℃左右以保證反滲透單元污水的脫鹽率最高。

中和的目的是保證進入反滲透和電滲析單元的污水的pH在6.5～8.5的范圍，延長膜的使用壽命。根據來水的pH值，向水中投加硝酸或氨水調節pH值。

臭氧氧化的目的是去除水中的COD，減少膜的污堵。由于硝酸磷肥裝置的污水中的COD高達150mg/l，采用臭氧氧化的方式，不但可以降低水中的COD至50mg/l以下，同時不向水中引入其它離子，避免增加脫鹽的難度。臭氧氧化后的污水需進行沉淀處理，去除水中的懸浮物。沉淀池同時還處理后續過濾器反洗的排水和本裝置地面排水，沉淀后的污水進入過濾單元繼續處理，保證污水無外排。

過濾的目的是去除水中的懸浮物和膠體，保證進反滲透或電滲析單元的污水的SDI＜4，減少膜的污堵。采用多介質過濾器過濾。

②反滲透和電滲析的組合處理工藝