中南大学氨氮废水处理技术-2011-11

吹脱—吸附法处理氨氮废水技术简介中南大学环境工程研究所湖南康盟环保科技有限公司周康根（13873189654）日期：2011年11月一、项目背景氨氮是引起水体富营养化和污染环境的主要污染物质，氨氮污染形式严重。国家环境保护标准“十二五”规划将氨氮纳入了继COD之后的第二个全国主要水污染物排放约束性指标。氨氮是我国七大水系的主要污染指标之一太湖蓝藻污染事件青岛海域蓝藻污染事件氨氮废水来源广泛生活污水钢铁冶金（焦化废水）有色冶金（钨、钼、钒、钽、铌与稀土）化工行业（氮肥、催化剂制备等）电镀行业养殖业垃圾渗滤液氨氮排放标准标准名称新建企业现有企业污水综合标准GB8978-1996（Ⅰ级）1525稀土工业污染物排放标准GB26451-20111525钒工业排放标准（征求意见稿）2540电池工业污染物排放标准（征求意见稿）1015炼焦工业污染物排放标准（征求意见稿）1515二、氨氮废水处理的主要方法■吹脱（汽提）法■生物脱氮法■沸石吸附法■磷酸铵镁(MAP)沉淀法61、吹脱（汽提）法问题能耗高（蒸汽消耗200kg/m3）出水氨氮浓度达标困难污染大气氨氮废水吹脱塔吸收后气体排空吸收塔吹脱出水吸收出水吸收液空气2、生物脱氮的基本方法传统的硝化-反硝化（成熟技术）短程硝化-反硝化（SHARON）（问题：如何抑制NO2-的硝化）厌氧氨氧化（ANAMMOX）（问题：如何提高ANAMMOX菌的繁殖速度）NH4+N2NO3-NO2-厌氧氨氧化NH4++NO2-典型生物脱氮工艺流程图A/O（缺氧/好氧）生物脱氮工艺流程缺氧反硝化好氧硝化沉降剩余污泥出水污泥回流废水混合液回流•要求进水BOD5/N4，否则需添加甲醇•碱耗大（3.5g/g-N）•回流比200%，能耗大•脱氮率约一般仅70%左右生物法的问题3、沸石吸附法优点对NH4+选择性好；氨氮浓度容易达标问题沸石的氨氮吸附容量小；（10-15mg/g)不适合于高含盐量废水的处理；解吸液浓度低需进一步处理4、磷酸铵镁(MAP)沉淀法原理：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓优点：MAP可作为肥料有效利用问题①N与P不能同时达标②沉淀剂MgCl2与(NH4)2HPO4的成本过高目前仅用于从废水中同时回收N、P总之，现有工艺的氨氮废水处理成本很高，目前尚没有经济有效的处理方法三、中南大学吹脱—Amar吸附吸附法1、基本原理Amar吸附法处理氨氮废水技术是中南大学环境工程研究所与湖南康盟环保联合开发的具有自主知识产权的氨氮深度处理新技术。基本原理：吸附：Amar+NH3=Amar-NH3解吸：Amar-NH3+H+=Amar+NH4+基本工艺过程：(1)用碱将铵离子转换成游离氨(2)利用氨氮吸附树脂的选择吸附性将氨从废水中除去，使废水氨氮达到国家一级排放标准（GB8978-1996）(3)氨氮饱和树脂用酸再生，氨氮以铵盐的形式回收。2、高浓度氨氮废水处理工艺原则流程吹脱吹脱出水(N1g/L)树脂吸附吸附出水（达标排放）碱吸收回收铵盐气体流向溶液流向树脂流向酸碱氨氮废水树脂再生树脂解吸稀铵盐溶液(N10g/L)3、低浓度氨氮废水处理工艺原则流程吹脱吹脱出水(N1g/L)树脂吸附吸附出水（达标排放）吸收回收铵盐气体流向溶液流向树脂流向酸酸氨氮废水树脂再生稀铵盐溶液(N10g/L)树脂解吸碱碱45678910116080100120140160180010203040506070平衡氨氮浓度pH平衡氨氮浓度/mg·L-1Na+=2000mg·L-1氨氮去除率氨氮去除率/%反应终点平衡pH对Amar吸附性能的影响最佳解析条件：pH=4-5最佳吸附条件：pH=9-10结论：Amar有非常明显的吸附及解吸条件，极易实现工业水处理控制四、Amar的氨氮吸附试验结果Amar的氨氮吸附等温线0500100015002000250051015202530吸附量/mg·g-1平衡氨氮浓度/mg·L-1Na+=1000mg·L-1Na+=2000mg·L-1平衡pH均为9.5-10Ca2+浓度对预处理pH为9的Amar吸附氨氮的影响05101520253002004006008001000剩余氨氮浓度/mg·L-1体积比Ca2+=400mg·L-1Ca2+=200mg·L-1穿透点051015202502004006008001000剩余氨氮浓度/mg·L-1体积比Na+=2000mg·L-1Na+=3000mg·L-1Na+浓度对Amar氨氮吸附的影响穿透点五、吹脱—吸附法处理氨氮废水技术应用实例1、怀化辰溪万发钒业公司氨氮废水处理处理规模：30m3/d；废水氨氮浓度10g/L处理后氨氮浓度6-10mg/L2010年12月通过了湖南省环保厅组织的环评竣工验收，辰溪万发钒业是湖南20余家钒冶炼企业中唯一获得环评竣工验收的企业。2、株洲硬质合金集团复合粉生产氨氮废水处理处理规模：10m3/d；废水氨氮浓度：20g/L处理后氨氮浓度10-15mg/L3、湖南水口山有色金属集团铍冶炼氨氮废水处理在建，处理规模：200m3/d4、中色集团（宁夏）东方钽业球镍生产氨氮废水处理在建，处理规模：300m3/d吹脱-吸收系统吸附系统万发钒厂氨氮废水处理验收监测报告2010.10.9-2010.10.10日氨氮废水处理车间出水口取样浓度2010.10.9-2010.10.10日氨氮废水处理车间进水口取样浓度吹脱—吸附法处理氨氮废水的特点①充分发挥了吹脱技术和吸附技术的优势②吹脱仅作为初步处理，吹脱投资省、能耗低③采用循环吹脱，有效防止了CaCO3结垢问题，能使用石灰作为pH调节剂④以Amar吸附作为深度技术，有效保证了废水稳定达到15mg/L以下的氨氮排放标准；⑤可将氨氮资源以硫酸铵、氯化铵等形式回收。