氨氮污水处理技术装备(hexiwu)

1、高浓度氨氮污水处理技术高浓度氨氮污水处理技术装备研究方案装备研究方案项目的意义项目的意义据2008年统计：n全国废水排放总量571.7亿吨，工业废水排放量约241.7亿吨,占废水排放总量的42.3%；生活污水排放量330.0亿吨，占废水排放总量的57.7%；n全国废水总氨氮排放量127万吨，其中工业废水氨氮排放量29.7万吨，生活污水氨氮排放量97.3万吨。这严重污染了我国水体。n工业氨氮废水排放中：焦化行业约2.6亿吨，化肥化工行业约15亿吨，印染行业约占3亿吨，造纸行业约占2亿吨，稀土行业约占1.4亿吨。nNH3是所有生物不可缺少的营养物质，污水中含有大量的NH3可使水中营养物质富集，引起

2、藻类及其他浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧量下降，水质恶化，造成鱼类或其他生物大量死亡。n目前所采用的氨水处理工艺大多能耗高，设备复杂，占地规模庞大等缺点。n利用先进的工艺流程和微波技术开发节能、高效、体积小的处理设备具有巨大的经济价值和社会效益。氨的物化性质氨的物化性质物理性质：物理性质：n氨气通常情况下是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，n极易溶于水，易液化 ，液氨可作制冷剂n可以700：1的体积比溶解于水。化学性质：化学性质：n NH3+H2O=NH4OH 放热反应放热反应 n氨水（一水合氨，NH3.H2O）可腐蚀许多金属，用铁桶装氨水应内涂沥青。 焦油精制污水水质表焦油精制污水水质表水

3、质指标 NH3-N CODcr 石油类 挥发酚 硫化物 氰化物 浓度（mg/L） 4200 10500 950 1900 990 80 常见焦化氨水的成分常见焦化氨水的成分苯加氢污水水质表苯加氢污水水质表 水质指标 NH3-N CODcr 石油类 挥发酚 硫化物 氰化物 浓度 （mg/L） 30646 79680 170 1959 1721980焦化剩余氨水处理现状 目前剩余氨水的处理方法为蒸馏工艺。蒸氨后的废水送生物处理站。 由于废水中残氨浓度较高，生化处理空气与碱消耗都较大，处理成本高。焦化剩余氨水处理现状 近年在工艺上也作了相应改造，引用了导热油加热间接蒸氨、管式炉加热间接蒸氨、蒸汽加热

4、再沸器蒸氨等。蒸汽耗量也由原250kg/吨氨水下降到180kg/吨氨水。现有蒸氨工艺设备的缺陷 水蒸汽法直接蒸氨工艺： 采用水蒸汽直接蒸氨的蒸汽消耗量大，它与企业重点开展的节能降耗、增加企业效益的愿景不符，同时增加了外排废水量。导热油加热间接蒸氨工艺：n在原有蒸氨系统上需要增加一套导热油加热炉、二台导热油储槽、一台高温油泵和一台再沸器，工艺相对较为复杂，建设投资大。n导热油长期在250条件下运行，导热油存在变质问题，少量裂解气排入大气也会对环境造成污染，n通常一年需要更换一次新的导热油，目前导热油价格约8000-9000元/T，增加了成本。n煤气消耗量大，约25-33m3/吨氨水。以下是导热油

5、加热蒸氨工艺图。 管式炉加热间接蒸氨工艺：n这种蒸氨工艺在原有水蒸汽直接蒸氨系统上需要增加一套管式炉和一台氨水循环泵，工艺相对较为复杂；n对管式炉炉管材质有一定要求；同时管式炉是明火设备，要求与易燃易爆区域的安全距离较大，否则该工艺存在安全隐患。n需消耗燃料（用煤气量与导热油相当）。以下是管式炉加热间接蒸氨工艺图。现有蒸氨工艺设备的缺陷 水蒸汽加热间接蒸氨工艺：n该工艺采用水蒸汽通过蒸氨塔底废氨水再沸器间接加热作为蒸氨能源热源，要求蒸汽必须保证足够的压力，气源要求充足且稳定；n需增设再沸器和循环泵系统；n消耗的蒸汽量与直接蒸汽蒸氨相当或略高；电耗高于直接蒸汽蒸氨；唯一的优点是没有增加废水量。以

6、下是水蒸汽加热间接蒸氨工艺图。间接蒸氨的主要优势n间接蒸氨与直接蒸氨不同之处就是利用再沸器加热蒸氨塔底废水产生的蒸汽作为蒸馏热源。间接蒸氨比直接蒸氨节能主要是：n直接蒸氨的废水量较大，冷却水及能耗较大；n间接蒸氨工艺由于废水量的减少降低了后续处理成本；微波脱氨技术n利用物质对电磁波的吸收原理，可实现电磁能热能之间的转换。n既是直接加热，又不增加新的废水。n微波加热的热转换效率高，在95%以上，而蒸汽加热为15%以上，红外加热为50%以上。 微波的特性-选择性加热原理 当被加热物质放在微波场中时，其极性分子随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动，迅速产生大量的热能，这种只有极性物质才能吸收微波能

7、转化为热能就是微波加热的选择性加热原理。微波脱氨的原理n由于氨是极性分子，水也是极性分子，因此氨能以化合态溶于水：nNH3+H2O NH4OH。该反应为放热反应；n蒸氨就是提供一定能量使NH4OH解析成NH3。n解析程度依提供的能量大小和气液界面NH3的分压而定。因此不断提供能量或降低气液界面NH3的分压都能强化NH4OH解析成NH3。微波脱氨的工艺流程微波脱氨的工艺说明n在微波反应器中NH4OH在微波辐照,并在一定真空下，98%以上NH3被解吸进入气相。经冷凝冷却成为16%的浓氨水收集于氨水槽；n脱氨废水则进入废水槽经脱氨废水泵送入换热器与原料剩余氨水换热后，送污水生物处理站。微波脱氨的工艺

8、设备n微波脱氨工艺省去了蒸氨塔及蒸汽加热系统或煤气加热系统因此工艺短，设备少而简单，占地面积小，一次投资省，运行费用低，操作简便，自控与自动化程度高。n按业主需求还可微波脱氨与微波污水处理合并设计一次处理到位。微波脱氨的经济分析项目直接蒸汽间接蒸汽管式炉加热导热油加热微波脱氨废水量t/h1515151515蒸汽用量t/h338（2.8）000增加废水t/h30000耗电kwh22525980180煤气用量m3/h004004000耗导热油t/a00020耗碱费万元/a108108108108108成本元/m333.241（33.0）32.333.215.4投资万元202230350420260

9、运行费万元/a436.25561.74 （433.6新）466.42478.25202.3关键技术研究n流速关系n流量关系n负压关系n温度关系n功率关系nPH值关系n催化关系弄清处理效果与相关因素的关系找到最佳工艺条件系统测控点系统测控点n入水泵控制n入水氨氮浓度在线检测n酸碱调节槽液位监测与连锁nPH值在线检测与调节n加药控制n入水流量检测与调节n微波反应器内温度监测(3-5点)n微波反应器内负压监测与调节n氨气抽取风机控制n微波发生器功率控制n氨气分缩器及冷凝循环水控制n微波反应器出水氨氮浓度检测n出水换热器前后温度检测(4点)n出水冷凝换热控制n催化加药控制研制目标n设备处理能力为2-10 T/h。n以目前武汉钢铁公司焦化废水为处理目标，其氨氮浓度为1350mg/L。处理结果达到200mg/L以下，可以直接进入生化处理池进行