申請日2015.10.16

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號C02F9/04; C02F101/16; C01C1/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種含氨廢水的處理裝置及處理方法。它包括：原水箱，水氣混合泵，多級脫氨膜組件，水射真空泵，熱泵，純水箱，多級吸氨膜組件和離心泵。將含氨廢水的pH值調(diào)整到10~12，借助水射真空泵的作用，在多級脫氨膜組件內(nèi)逸出氨氣，然后進入多級吸氨膜組件內(nèi)與純水進行混合，得到6mg/L～15mg/L氨水。本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的硫酸等酸性吸收劑，不會產(chǎn)生大量的硫酸銨稀溶液，也就不會造成二次污染;借助水射真空泵的作用有效提取廢水中的氨氣，然后與純水接觸制取氨水。本發(fā)明簡便易行，變廢為寶，徹底解決了含氨廢水的處理問題，可直接應用于水處理等環(huán)保領域。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含氨廢水的處理裝置，其特征在于，它包括：原水箱(1)，水氣混合泵(2)，多級脫氨膜組件(3)，水射真空泵(4)，熱泵(5)，純水箱(6)，多級吸氨膜組件(7)和離心泵(8);原水箱(1)出口經(jīng)水氣混合泵(2)與多級脫氨膜組件(3)中的第一級膜組件的膜絲外側(cè)連接，多級脫氨膜組件(3)的最后一級膜組件的膜絲外側(cè)為處理后廢水排放口(9);多級脫氨膜組件(3)的每級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端都與多級吸氨膜組件(7)的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級脫氨膜組件(3)的每級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端都為排污口(11);多級脫氨膜組件(3)的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與第二級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級脫氨膜組件(3)最后第二級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接;多級吸氨膜組件(7)的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與第二級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件(7)最后第二級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件(7)的最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與水射真空泵(4)的一端連接;純水箱(6)經(jīng)離心泵(8)與多級吸氨膜組件(7)的最后一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端相連接，多級吸氨膜組件(7)的最后一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端與最后第二級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件(7)的第二級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端與第一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件(7)的第一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端為氨水排放口(10);水射真空泵(4)的另一端經(jīng)熱泵(5)與原水箱(1)入口連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氨廢水的處理裝置，其特征在于：所述多級脫氨膜組件(3)為3～7級脫氨膜組件，由聚四氟乙烯中空纖維膜(12)組成。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氨廢水的處理裝置，其特征在于：所述多級吸氨膜組件(7)為3～7級脫氨膜組件，由聚丙烯中空纖維膜(13)組成。

　　4.用于權(quán)利要求1所述裝置的一種含氨廢水的處理方法，其特征在于，該方法的步驟如下：

　　1)采用NaOH將含氨廢水的pH值調(diào)整到10~12;然后通過水氣混合泵進入多級脫氨膜組件的膜絲外側(cè);

　　2)純水通過離心泵進入多級吸氨膜組件的膜絲內(nèi)側(cè);

　　3)在水射真空泵的作用下，含氨廢水中產(chǎn)生的氨氣從多級脫氨膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)抽出，進入多級吸氨膜組件的膜絲外側(cè)，然后揮發(fā)進入內(nèi)側(cè)與純水進行混合，得到6mg/L～15mg/L濃度的氨水;

　　4)要排污時，打開多級脫氨膜組件下部的排污口，進行排污處理。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氨廢水的處理方法，其特征在于：水射真空泵運行時產(chǎn)生的熱量通過熱泵傳遞給原水箱，從而加熱原水，進而提高含氨廢水的處理效率。

　　說明書

　　一種含氨廢水的處理裝置及處理方法

　　技術(shù)領域

　　本發(fā)明涉及廢水處理裝置及處理方法，尤其是涉及一種含氨廢水的處理裝置及處理方法。

　　背景技術(shù)

　　伴隨著工農(nóng)業(yè)迅速的發(fā)展，水資源污染問題日益嚴重。氨氮是工業(yè)和生活廢水的主要污染物之一。氨氮富集會導致水體富營養(yǎng)化，使水中微生物大量繁殖，降低水中溶氧量，導致魚類大量死亡，甚至會導致湖泊干涸等環(huán)境污染，對生態(tài)環(huán)境和人類身體健康具有極大的危害。

　　目前國內(nèi)外的研究人員對處理氨氮廢水進行了很多研究，常用的處理氨氮廢水的方法包括：空氣吹脫法、化學沉淀法、折點加氯法、生物脫氮法和膜分離方法等。

　　空氣吹脫法是將空氣鼓入氨氮廢水中，使廢水中的氨氮透過氣液界面從液相轉(zhuǎn)移到氣相，最終達到脫除的效果。專利CN102030438A采用空氣吹脫法并結(jié)合離子交換工序來處理氨氮廢水，該方法克服了單純吹脫法在低氨氮濃度時效率低的缺點。專利CN104261501A通過空氣吹脫法對城市垃圾滲濾液氨氮進行處理，氨氮吹脫率為80%以上。但是空氣吹脫法存在運行成本高，設備易腐蝕，易造成二次污染等缺點。

　　化學沉淀法主要是利用Mg2+、PO43-等物質(zhì)與廢水中的氨氮反應生成沉淀，再將沉淀濾除，從而去除廢水中的氨氮。專利CN100384754C利用化學沉淀法處理氨氮廢水，該方法能夠連續(xù)操作且處理效果高。專利CN1493528A通過化學沉淀法處理氨氮廢水，氨氮去除率在95%以上。專利CN102690001A通過鈣鎂磷肥處理高氨氮廢水，氨氮脫除率可達70%~80%。化學沉淀法處理工藝簡單，但由于加入的沉淀劑價格昂貴導致處理成本上升。

　　折點加氯法是向氨氮廢水中加入次氯酸鈉等物質(zhì)，將廢水中的NH3-N氧化成氮氣從而脫除氨氮的工藝方法。專利CN103011441A通過折點加氯法處理氨氮廢水。專利CN102863109A通過折點加氯法并結(jié)合吹脫處理和電化學反應，該工藝氨氮去除效果好、工藝結(jié)構(gòu)簡單。折點加氯法能夠很好地處理低濃度氨氮廢水，而且操作簡單，但是高濃度氨氮廢水處理效果較差。同時，由于該方法需要使用次氯酸鈉等氧化劑，導致處理成本增加。

　　生物脫氮法主要利用微生物在生化條件下，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再通過反硝化過程將硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氮從水中逸出，最終達到脫氮的目的。

　　專利CN1562806A利用生物脫氮技術(shù)設計了相應的工藝路線，使經(jīng)處理的氨氮污水達到國家規(guī)定的排放標準。專利CN103508615A通過生物脫氮法并在氨氮廢水中添加生物填料提高氨氮處理效果。專利CN101549907A利用生物脫氨法，設計一種高氨氮工業(yè)廢水處理的膜生物反應設備處理氨氮廢水。生物脫氮法需要使用大量微生物，所以對廢水水質(zhì)要求高，設備占地面積大，操作條件苛刻。

　　膜吸收脫氨技術(shù)以膜分離技術(shù)為基礎并且結(jié)合化學吸收方法，一般采用酸性溶液作為吸收劑，通過吸收劑和氨的化學反應來吸收氨氮。專利CN104609588A采用膜吸收技術(shù)并結(jié)合反滲透和正滲工藝流程對高鹽高氨氮廢水進行脫除，該方法氨氮回收率高，產(chǎn)水水質(zhì)好。專利CN104609587A通過膜吸收方法處理氨氮廢水，并通過納濾、正滲透和冷卻結(jié)晶工藝處理反應后的吸收液。專利CN104058519A采用多級膜組件串聯(lián)處理氨氮廢水，總氨氮的脫除率可達50~99%。專利CN101508500A利用膜混凝接觸反應器從垃圾滲濾液回收氨氮。膜吸收脫氨法處理效果好，氨氮脫除率高。專利CN103896354A通過真空膜脫氨技術(shù)將氨氮廢水中的游離氨分離出來并將氨氣回收成高濃度的氨水。專利CN103183393A通過真空膜脫氨技術(shù)處理氨氮廢水，實現(xiàn)了資源的回收利用。

　　這類專利由于采用硫酸等酸性溶液作為吸收劑，處理過程中會形成大量含有稀硫酸的硫酸銨稀溶液，不能直接作為肥料加以再利用，也很難通過其他工藝進行處理，在一定程度上來說，已經(jīng)造成了二次污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種含氨廢水的處理裝置及處理方法，利用水氣混合泵來泵送廢水，借助水射真空泵的作用，有效提取含氨廢水中的氨氣，然后與純水接觸制取氨水。

　　本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

　　一、一種含氨廢水的處理裝置

　　本發(fā)明包括：它包括：原水箱，水氣混合泵，多級脫氨膜組件，水射真空泵，熱泵，純水箱，多級吸氨膜組件和離心泵;原水箱出口經(jīng)水氣混合泵與多級脫氨膜組件中的第一級膜組件的膜絲外側(cè)連接，多級脫氨膜組件的最后一級膜組件的膜絲外側(cè)為處理后廢水排放口;多級脫氨膜組件的每級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端都與多級吸氨膜組件的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級脫氨膜組件的每級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端都為排污口;多級脫氨膜組件的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與第二級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級脫氨膜組件最后第二級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接;多級吸氨膜組件的第一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與第二級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件最后第二級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件的最后一級膜組件的膜絲外側(cè)的另一端與水射真空泵的一端連接;純水箱經(jīng)離心泵與多級吸氨膜組件的最后一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端相連接，多級吸氨膜組件的最后一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端與最后第二級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件的第二級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端與第一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的一端連接，多級吸氨膜組件的第一級膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)的另一端為氨水排放口;水射真空泵的另一端經(jīng)熱泵與原水箱入口連接。

　　所述多級脫氨膜組件為3～7級脫氨膜組件，由聚四氟乙烯中空纖維膜組成。

　　所述多級吸氨膜組件為3～7級脫氨膜組件，由聚丙烯中空纖維膜組成。

　　二、一種含氨廢水的處理方法，該方法的步驟如下：

　　1)采用NaOH將含氨廢水的pH值調(diào)整到10~12;然后通過水氣混合泵進入多級脫氨膜組件的膜絲外側(cè);

　　2)純水通過離心泵進入多級吸氨膜組件的膜絲內(nèi)側(cè);

　　3)在水射真空泵的作用下，含氨廢水中產(chǎn)生的氨氣從多級脫氨膜組件的膜絲內(nèi)側(cè)抽出，進入多級吸氨膜組件的膜絲外側(cè)，然后揮發(fā)進入內(nèi)側(cè)與純水進行混合，得到6mg/L～15mg/L濃度的氨水;

　　4)要排污時，打開多級脫氨膜組件下部的排污口，進行排污處理。

　　水射真空泵運行時產(chǎn)生的熱量通過熱泵傳遞給原水箱，從而加熱原水，進而提高含氨廢水的處理效率。

　　與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

　　1)本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的硫酸、磷酸等酸性吸收劑，沒有借助酸性吸收劑與含氨廢水中的氨氣的化學反應，從而降低含氨廢水中的氨的含量。因此，本發(fā)明不會產(chǎn)生硫酸銨、磷酸銨等伴隨產(chǎn)物，也就不會造成二次污染。

　　2)本發(fā)明利用水氣混合泵來泵送廢水，借助水射真空泵的作用，有效提取含氨廢水中的氨氣，然后與純水接觸制取氨水。制取的氨水具有一定的商用價值。因此，本發(fā)明簡便易行，變廢為寶，徹底解決含氨廢水的處理問題。本發(fā)明可直接應用于水處理等環(huán)保領域，具有重要的應用價值。