[發明專利]高濃度氨氮廢水離子交換-電解再生處理工藝裝置和方法

有效

• 申請號: 201710043769.5
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106630009B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王惠豐;史克威;耿琳
• 申請（專利權）人: 沈陽艾柏瑞環境科技有限公司
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42;C02F101/16
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

一種高濃度氨氮廢水離子交換?電解再生處理工藝裝置和方法，屬于水處理領域。該裝置的處理工藝設備包括氨氮廢水儲池、離子交換供料泵、離子交換保安過濾器、離子交換進水閥、離子交換罐、離子交換出水閥、氨氮在線監測器、廢水回流閥和進氣閥；該裝置的再生工藝設備包括再生液儲罐、再生供料泵、電解反應器、直流電源、再生系統保安過濾器、再生液進口閥和再生液回流閥。采用該裝置，將高濃度氨氮廢水經過處理工藝設備，采用離子交換劑吸附其中的氨氮，經過再生工藝設備將再生液電解后，與使吸附在離子交換劑上的氨氮反應，將氨氮轉化為氮氣去除。該裝置自動化程度高，易于管理，設備投資小。該方法不外排任何廢液和廢氣，工藝清潔性高。

技術領域

本發明涉及一種水處理領域，更具體的說是一種高濃度氨氮廢水離子交換-電解再生處理工藝裝置和方法。

背景技術

氨氮是引起水體富營養化的主要原因之一，同時也是造成水生生物毒害的重要因素。試驗表明，當水體中氨氮含量超過1mg/L時，就會對鰓片呼吸和水體甲殼類水生動物造成不良影響。鑒于其危害的嚴重性，氨氮成為污水處理過程嚴格控制的指標。而隨著經濟社會發展和對環境質量要求的提高，廢水處理中氨氮排放標準也日益提高，導致養殖、屠宰、化工、化肥、焦化、鋼鐵等氨氮含量較高的行業廢水無法實現達標排放，嚴重的阻礙了行業的發展，因此研究經濟有效的氨氮去除方法顯得尤為重要。

目前氨氮廢水處理工藝主要有生化法、化學法和物化法。

生化法主要包括硝化/反硝化工藝、厭氧氨氧化工藝、生物倍增工藝等。其中硝化/反硝化所包括的A/O、A/A/O、SBR及其改型工藝無法耐受高濃度氨氮及其沖擊負荷，無法實現良好的處理效果。厭氧氨氧化是指在厭氧條件下將氨氮直接轉化為氮氣的過程，非常適合高濃度氨氮廢水，但該工藝對廢水水質和工藝條件要求極為苛刻，目前還不具備廣泛應用的條件。生物倍增工藝是一種在低溶解氧濃度條件下實現同步硝化/反硝化的生物處理工藝，對于高濃度氨氮廢水具有較好的處理效果，但對于炭氮比失調的廢水則無能為力，同時處理后總氮指標無法達標。處理上述工藝，目前還有向傳統生化處理工藝生化池中投加高效工程硝化菌的做法，對于降低氨氮排放濃度效果明顯，但該方法對于碳氮比失調廢水沒有作用。

化學法包括吹脫、沉淀、化學氧化和電化學氧化等工藝。吹脫工藝只是用于氨氮濃度高于500mg/L的廢水，處理出水氨氮濃度仍然高達300mg/L，并且需要向廢水中投加大量堿液。沉淀工藝是采用磷酸鹽和鎂離子作為沉淀劑，使氨氮轉化成磷酸銨鎂沉淀加以去除，該方法處理效果理想，但需要使用大量化學藥劑，不但成本高昂，而且會向廢水中引入大量陰離子，尤其是會導致總磷超標，造成二次污染。化學氧化法是采用次氯酸鈉或氯氣將氨氮氧化成氯氨，氯氨再水解成氮氣從而實現氨氮去除，化學氧化法操作簡單、設備投資較低，但藥劑投加量較大，運行成本高昂，并且中間產物氯氨具有強烈的刺激氣味，環境影響較大。電化學氧化法是采用具有催化活性的陽極在直流電解過程中產生的活性氯氧化氨氮，將氨氮氧化成氯氨再水解成氮氣加以去除的方法，電化學法電極不發生損耗，且只消耗電能而不添加任何藥劑，具有高效清潔等優點，但在較低鹽度廢水中無法應用，使用范圍有限。

物化法主要包括氣相滲析膜和離子交換等工藝。氣相滲析膜工藝是指采用氣相滲析膜為分離介質，向廢水中投加液堿將氨氮轉化為氨氣，氨氣透過氣相滲析膜進入膜另一側的硫酸吸收液的工藝，該工藝可以實現高濃度氨氮廢水達標排放，但需要消耗大量酸堿，產生的硫酸銨廢液仍需要處理，成本高昂，同時對廢水水質要求嚴格，影響受到較大限制。離子交換工藝是指采用活性沸石作為交換劑，對廢水中氨氮進行交換，將氨氮吸附在沸石中加以去除的方法，離子交換工藝去除效果好，且沸石價格低廉、來源廣泛，具有良好的應用前景，但需要大量高濃度鹽水進行再生，且再生液仍需要進行處理。

綜上所述，如何開發一種適用范圍廣范、投資和運行成本低廉、操作管理簡便的高濃度氨氮廢水處理工藝具有重要意義。

發明內容