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化工厂高氨氮废水的处理与综合利用

 

1.高氨氮废水的主要危窖及治理目标

       氨氮是指以氨或铵离子形式存在的化合氨。氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。氨氮污染是导致江河湖泊水体富营养化的主要因素之一,我国目前合成氨和尿素的年产量都在4000万吨以上,各类氨氮产品生产使企业排出大量的氮氨废水,加上自然界垃圾发酵过程中产生的氨氮废水,总量每年超过上亿吨,对自然环境影响较大。

       当氨溶于水时,其中一部分氨与水反应生成铵离子,一部分形成水合氨,也称非离子氨。氨离子相对基本无毒。而非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,其毒性比氨盐大几十倍,并随喊性的增强,游离氨的浓度应控制在0.1毫克/升以下。尤其是当氨转化为硝酸盐,在此过程中产生一种中间物质叫亚硝酸盐,亚硝酸盐对鱼、虾的毐性较强,是养殖水域中诱发暴发性疾病的重要因素,当水中亚硝酸盐浓度积累到0.1亳克/升后,鱼、虾红细胞数量和血红蛋白数量逐渐减少,血液载氧能力逐渐减低,造成鱼、虾慢性中毒,此时鱼、虾摄食量降低,鳃组织出现病变,呼吸困难,骚动不安或反应迟钝,严重时则发生暴发性死亡。

       氨氮一般难以感觉到,但进入人体后可能转变为有害物,对人的大脑、胎儿均有影明。里然氨氮的危害显而易见,可是我们对氨氮的防卫体系依然薄弱。事实上,直到2002年6月1日开始实施的由国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布的《地表水环境质量标准》,才将氨氮指标列入其内:此前至1998年,氨氮仅仅是作为部颁标准,非国家标准:1998年前,地表水就没有氨氮指标这一说。即使现在,由卫生部颁发的有90多项指标内容的我国饮用水标准依然还没有氨氮这一指标。最近生活饮用水卫生标准(网上征求意见稿)GB5749-2005才刚刚有氨氮指标,其限值为0.5mg/L。

       对于本项目这种高浓度无机氨氮废水,单纯从环保角度来研究治理方案是不够的。而应该把环境目标和能源目标结合起来考虑,在治理技术上采用回收技术’在治理过程中,能使处理后的水循环使用,达到零排放标准。

2、处理流程简述

高氨氮废水处理工艺流程图

       首先,对于来自纯碱装置及硝酸装置的两股废水(NH4CL和NH4NO3废水)进入预处理池,进行水质和水量的均和,同时降解水中的不溶物质混合后的废水进入汽提塔。水蒸气通入废水中,当废水的蒸汽压力超过外界压力时,废水开始沸腾。这个过程加速了废水中的朋这些挥发性物质从液相转为汽相的过程。另外,当水蒸气以气泡形式穿过废水水层时,水与气泡之间形成自由表面,这时含NH3-N等挥发性物质的液体就不断地向气泡内蒸发扩散,当气泡上升到液面时就破裂而放出其中的挥发性物质如NH3,这种用蒸汽进行废水中挥发性物质蒸馏的方法就是气提法。含氨废水经热交换器与汽提出水换热到95℃左右,从汽提塔顶进入汽提塔内,蒸汽从汽提塔底送入与废水逆向接触,汽提后的水汽,氨从汽提塔顶逸出,经冷却器分离成为凝缩水,进入回收系统回收NH3,从冷却器分离出来的水,其中含有较大量的NH3,可返冋塔内,脱除的冊3可经过氨精制工段进行深加工,加工成氨水或化肥等。

汽提法处理流程

       对脱氨后的废水进行深度处理,使废水经过压力过滤器处理后,使出水浓度控制在5%以下,为下一步离子交换处理做准备。对NO3-离子的去除,采用离子交换法。去除水中的NO3-离子和其它离子。离子交换法采用顺流再生固定床工艺。采用的离子交换树脂分别为苯乙烯系强酸阳离子交换树脂(001X7)和苯乙烯系强碱(Ⅰ型)离子交换树脂(201x7),离子交换液分别为HCL和NaOH离子交换器运行时可分别设三个柱,两个串联运转,第三个在再生中,当折点到达时,第一柱停止工作进行再生,已再生的柱取代之用作串联的第一柱,这样可获得连续性的运行效果。

3、处理效果

       采用汽提法脱除污水中的NH4+,根据现场运行经验可达98%左右。汽提法处理废水的脱除率效果见下表1。

汽提法脱氨效果

4、先结论与展望

       本处理工艺是资源优化方案,出水可以回用于循环水系统,回收的有效资源是氨水,经过本流程处理后的废水,赃巧浓度下降到15PPm作以下,它的前级处理类似氮肥厂排出的含氨废水的处理,国内外均有成熟的经验可借鉴;它的后级处理是国内外成熟的离子交换法。该工艺能耗主要是蒸汽,但它回收的是有用资源及水的循环回用,所产生的经济效益超过运行费用。

 


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