高氨氮废水回用

1、高氨氮废水回用第1页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四1本技术主要内容 2工艺流程及说明3技术特点及运行成本4本技术适用范围 6预期的推广成果5工艺应用及技术经济指标第2页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四(1)、氨氮废水的膜法前处理，采用超滤膜作为预处理的运行方式的研究；通过超滤结合纳滤的前处理工艺，保证进反渗透系统的稳定性。(2)、含氨氮量较高的废水经反渗透膜脱盐，即起到对氨氮废水的初步浓缩，主要是让透过液水达到工艺回用要求或者排放要求；(3)、经反渗透浓缩后的浓水再采用电渗析工艺继续浓缩，当氨氮浓度高至15%左右时，送去蒸发工艺产品以固体形式外

2、卖，或者循环回用至原料液勾兑用，实现资源的循环回用。1本技术主要内容 第3页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四2工艺流程示意图超滤系统反渗透系统回用水池电渗析脱盐液电渗析系统浓缩液池透过液回用NH4+10mg/l浓缩液12%回生产勾兑或去蒸发工段反渗透浓水高氨氮废水反渗透透过液第4页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 超滤是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截断分子量一 般为6000到 50万，孔径为几十nm，操作压 超滤废水预处理应用于去除氨氮废水中固体杂质，去除病毒、热源等大分子，去除0.1mm的大分子物体，

3、为满足反渗透和电渗析的进水条件。超滤工艺在高氨氮废水处理中应用特点第5页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 反渗透能将废水中的大部份氨根留在浓水侧，透过液侧的氨根仅留有少量，可达到10mg/l。 反渗透系统的优点是占地少，运行成本低，进水控制在氨根小于5000时有利于透过液水质达标。 当氨氮浓度过高时所需配套的多级反渗透操作压力会过大，会影响膜系统运行的安全性，并使运行透过液出水水质难以低成本下达到规定要求。反渗透反渗透工艺在高氨氮废水处理中的应用特点第6页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四电渗析工艺在高氨氮废水处理中应用特点 电渗析适合浓缩高浓氨氮

4、废水，采用电渗析浓缩比反渗透更容易将硝铵或氯化铵溶液浓缩到大于12%，电渗析的运行成本约10元/吨，在高浓时比反渗透效率高。 电渗析占地面积多，操作安全性较差，易跑漏，运行维护不当有触电可能。 当淡水浓度低时ED运行效率低，用ED很难将氨氮稳定控制在10 mg/l，容易产生极化现象，大大增加了运行成本。 电渗析第7页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四电极电极SO42-（CO32-）极室极室阳膜阴膜阳膜极水极水原水+-Cl-（F-）Cl-（F-）Na+（K+）Na+（K+）SO42-（CO32-）Mg2+（Ca2+）Mg2+（Ca2+）淡水室浓水室极水淡水浓水电渗析器工作原

5、理图第8页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 采用离子交换方法，会有树脂再生的问题，再生不彻底易造成树脂交换容量不足，进水铵根离子不稳定导致再生周期无法有效控制，进水浓度过高，会导致运行不稳定，产水值达不到出水规定的指标。 再生操作维护困难，再生过程中需消耗大量的酸碱，造成二次污染。 其优点：投资较低，运行成本较低。不适用于氨根过高的废水。离子交换离子交换工艺在氨氮处理中的应用特点第9页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四处理方法基本优点主要缺点适用范围反渗透膜法自动化程度高，占地少，无二次污染。工艺复杂，浓度高时操作压力偏高，投资较高回用水质要求求较

6、低氨氮值电渗析膜法分离工艺无二次污染，操作压力低，耐腐蚀性好。占地多，运行维护麻烦，运行电耗高。适用浓缩水要求高浓氨氮值离子交换法工艺简单，操作方便，投资较省。树脂用量大、再生难,费用高,有二次污染。低浓度氨氮废水传统生化法工艺成熟，脱氮效果较好。流程长，反应器大，占地多，常需外加碳源，能耗大，成本高。低浓度氨氮废水氨吹脱法(汽提法)工艺简单，效果稳定，适用性强，投资较低。能耗大，有二次污染，出水氨氮仍偏高。各种浓度废水，多用于中、高浓度废水折点氯化法设备少，投资省，反应速度快，能高效脱氮。操作要求高，成本高，会产生有害气体。各种浓度废水，多用于低浓度废水磷酸铵镁沉淀(MAP)法工艺简单，操作

7、简便，反应快，影响因素少，节能高效，能充分回收氨实现废水资源化。用药量大、成本较高；MAP用途有待开发。各种浓度废水、尤其高浓度氨氮废水反渗透、电渗析、离子交换及其它工艺在氨氮浓缩分离中的优缺点第10页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 采用反渗透膜法处理技术可回收大量淡水和有用物资浓缩液,结合后续蒸发结晶工艺可实现废水零排放从而消除了环境污染,是一项极具推广价值的环保技术，但其适用于低浓度氯化铵废水处理 当浓度超过6%时能耗高，光采用反渗透已没有多少作用。我们研制了电渗析和反渗透结合工艺来处理氯化铵废水，整个过程基本上无废水排放,实现节约水资源、消除环境污染、回收利用废

8、水中氯化铵等三重目标，浓缩结晶后可用于回收农业级氯化铵。使系统真正达到了清洁生产。 膜技术在氯化铵废水资源化中的应用第11页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四设计进水量 电渗析处理水量：8m2/h； 一级反渗透处理量：40m2/h，每套各20m2/h； 二级反渗透处理量：24m2/h；设计进水水质 电渗析进水水质：6（氯化铵浓度）,120T/d； 一级反渗透进水水质：1-2（氯化铵浓度）,360T/d 二级反渗透进水水质：氨氮=0.3g/l，氯离子设计出水水质 电渗析出水水质： 1213%（氯化铵浓度）； 二级反渗透出水水质：80mg/l（氯化铵浓度）；480T/d 氯化

9、铵废水零排放工程第12页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 二级RO 浓缩水去一级RO原水一级RO系统循环泵循环泵RO 浓缩液进入电渗析增压泵保安过滤器10保安过滤器5传输泵RO 渗透水回用蒸发系统(300 PSI)一级RO 渗透水去二级 RO回收率 : 80 to 85%阻垢剂0.3%氯化铵原水高压泵(300 PSI)(50 PSI)循环回用ROROROED浓缩液去蒸发电渗析电渗析淡水去一级RO原水二级RO系统蒸发冷凝水进入RO6%氯化铵原水晶体外卖480T/D氯化铵工艺流程简图第13页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四 结合RO和ED优缺点及氯化

10、铵废水的特性，我公司在浙江华友钴镍有限公司应用RO+ED工艺处理氯化铵废水，该工艺很好地利用了RO和ED的优势，又避免了RO和ED的不足部份，在达到浓水大于12%，淡水控制氨氮含量10 mg/l的同时降低了整个系统的投资成本和运行成本，系统运行更稳定，操作更简便，安全性更高。 本工艺无需再生，无二次污染，浓缩液返回至硝铵原料液再回用，较好地实现了资源回收。工艺的选择 及说明第14页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四处理水量：480T/D废水水质：氯化铵0.4% 0.5%工艺：两级RO膜：抗污染膜压力：25kg/cm2回用液：NH4+15mg/l反渗透部份的工艺设计第15页

11、，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四处理量：480T/D氯化铵ED部份：400*1600mm 250对膜 数量：20台排列：五组,3-5台/组浓液：13%，淡液：0.5%回至RO电渗析部份的工艺设计第16页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四反渗透部份现场工艺界面设计第17页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四电渗析部份现场工艺界面设计第18页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四氯化铵固体资源化 氯化铵废水从0.4%浓缩到15%以上,再通过蒸发制成氯化铵晶体第19页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，

12、星期四浙江华友氯化铵废水零排放工程运行成本概算 118.8万元/年7.5元/ m315万元/年1.26元/ m3合计：运行费用299.4万元/年，折算19.37元/m3158.4万元/年10元/ m37.2万元/年0.61元/ m3膜运行成本合计：运行费用141万元/年，折算9.37元/m3第20页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四运行成本：膜运行成本可以控制在6-10元/吨废水，远比蒸发的工艺节能;工程投资：吨水投资约为25-30万元，进水水质越低投资也低;经济效益：原蒸发运行费用为70元/吨，膜工艺结合蒸发运行成本为20元/吨，节约50元/吨，每天比原工艺节2.4万元

13、，年产生效益800万元。浙江华友氯化铵废水零排放工程经济效益第21页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四采用反渗透和电渗析膜法处理硝氨废水，不仅回收了硝氨原料，而且还将大量淡水回用于吸收塔, 实现废水零排放从而消除了环境污染，是一项极具推广价值的环保技术。 硝氨的生产工艺中产生的废水主要是，光采用反渗透只能浓缩至6-7%，而电渗析则能将硝氨浓缩至12%-13%。我们推广电渗析和反渗透结合工艺来处理硝铵废水，整个过程无废水排放，实现节约水资源、消除环境污染、回收利用废水中硝铵等三重目标，替代了以往的全电渗析工艺，使系统运行成本更低，成为节能的清洁生产工艺。 膜技术在硝铵废水资

14、源化中的应用第22页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四1、废水为硝铵，水量12T/H;2、硝铵浓度约0.20;3、PH为 2.04.04、温度 40废水来源和水质情况 处理后的技术指标1、回用透过液水量11.8T/H，NH4+量10mg/l;2、浓液量约0.2T/H，硝铵浓度12%;3、PH为 6.57.04、温度 3540第23页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四某硝氨企业简要工艺流程图 第24页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四工艺流程说明 硝铵冷凝液通过投加硝酸或氨水，在调节反应罐内将PH控制在6左右，再经冷却到35以下后

15、，硝铵废水经增压泵打入反渗透系统，废水通过反渗透系统中的两级保安过滤器过滤，去除硝铵废水中可能带入的细小杂质，确保后续处理系统运行安全及减少RO膜污染。 经过一级RO后的淡液进入二级RO系统进一步处理，其中经二级RO处理后的透过液（氨氮小于等于10mg/l，PH为6左右）送往冷却系统做为冷却循环水补充水，而二级RO的浓缩液回一级RO进水再浓缩处理； 一级RO浓缩液去电渗析系统，电渗析系统分成浓淡两室，其中小部分反渗透浓水经电渗析浓侧进一步浓缩当浓度达到12%以上后回生产工艺 ，而绝大部分的反渗透浓水经电渗析淡水侧进一步脱盐，当淡水侧硝铵废水比进反渗透的原废水低时，淡水侧硝铵废水再回反渗透系统进

16、一步脱盐，完成整个工艺路线。第25页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四本套系统特点（1）、膜法氨氮资源化的投资和运行更经济、合理、安全、可靠。（2）、采用的耐腐蚀的玻璃钢外壳的保安滤器，对应孔径约为20m-5m两道过滤去除颗粒物杂质，保证反渗透和电渗析膜的安全进水条件。（3）、采用电渗析工艺在低压运行状态下就能保证浓水高浓度的指标，运行耗电量略高，但采用反渗透预浓缩后再经电渗析，是一种节能而又环保的处理工艺。（4）、反渗透+电渗析氨氮回用系统；对各个单体设备将进行优化组合，改进提高，除了保证其运行性能外，尽可能使设备结构更加合理实用、操作维护更加方便、外观更加简洁美观；第

17、26页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四硝氨浓缩的运行成本计算依据：年生产天数按330天计，天运行时间按24小时计，小时处理量按12m3/h计，每天处理料液量为288m3；电费按0.8元/KWH计，硝酸费用为2500元/吨。电费：每天用电量为1600.7KWH,电费为1280.56元，每年电费为42.2585万元；所需电费为4.45元/吨;人工费：每年为8万元（按4人计），人工费为：0.84元/吨;药剂费：考虑加硝酸及一月清洗一次，加硝酸量按2KG/t，药剂费为5.0元/吨，由于加入的硝酸最后均回至了原料液中，所以加药费用在此可以忽略不计，考虑清洗药剂约需要300元/月，

18、则运行成本0.03元/吨; 保安滤芯更换费用：按两个月更换一次计算，每次更换需1000元，则需要的更换费用为0.03元/吨;第27页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四硝氨浓缩的运行成本反渗透膜更换费用：（一级抗污染膜更换周期按2年计，膜费用按8000元/支）每年膜更换费用为7.2万元，每m3废水膜更换费用为0.76元, 二级膜更换周期按3年计，膜费用按7500元/支，每年膜更换费用为3.75万元，每m3料液膜更换费用为0.39元,反渗透膜更换费用合计为1.15元/吨;电渗析膜更换费用：（更换周期按3年计，膜费用按16万元）每年膜更换费用为8万元，电渗析膜更换费用为0.84

19、元/吨;以上各项合计： 处理每吨废水运行费用=4.45+0.84+0.03+0.03+1.1+0.84=7.29元 天运行费用为：2099.52元 年运行费用为：69.28万元第28页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四硝氨浓缩的技术经济指标回用水的效益： 按锅炉用水每吨4元计算，每天回用约280T锅炉用水，则每天因回用 水产生的效益有1120元，则每年为36.96万元。回用硝铵原料的效益： 按硝铵每吨3000元计，由于是液体，按12%硝铵每吨360元计，则每天回用约4.8吨硝铵，则天回用经济效益有1728元，则每年为57.02万元。年回用资源合计=36.96+57.02=

20、93.98万元总经济效益=93.98-69.28=30.7万元 如采用全电渗析工艺运行电费成本在10.55元/t左右，电渗析膜及部份隔板的更换按三年寿命计算，更换一次费用需要80万元，折算至运行成本2.80元/t左右，加上电渗析由于修护费用较高，如更换检漏等人工费约需要1.0元/t左右，合计：14.35元/t，天运行成本为4132.8元,年运行成本需要136.38万元。 第29页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四回用的效益 如采用全电渗析工艺运行电费成本在10.55元/t左右，电渗析膜及部份隔板的更换按三年寿命计算，更换一次费用需要80万元，折算至运行成本2.80元/t左

21、右，加上电渗析由于修护费用较高，如更换检漏等人工费约需要1.0元/t左右，合计：14.35元/t，天运行成本为4132.8元,年运行成本需要136.38万元。 全电渗析法要比采用反渗透结合电渗析的方法运行成本高出近一倍，占地也多，维护不方便，通过了解以往的硝铵厂家的运行情况，如陕西兴化30t/h的硝铵浓缩项目配置了52台电渗析器，总投资要1000余万元，淡水控制在氨氮小于15mg/l。全电渗析的方法仅有利于浓缩液的回用，而不利于低透过液小于10mg/l的水质控制，一次性投资比膜集成法略高。 所以本项目我们推荐最优的膜集成方法，使硝酸铵生产过程中的废水实现零排放。而且也为用户创造了一定的经济效益

22、。第30页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四压力：膜大多靠静压差来实现分离的;浓度：为提高得率，过滤中浓度会下降;温度：当废水温度高时，需加冷却器;流速：需要保持膜面错流状态;通量：衰减明显时需及时清洗恢复;PH：需要保持PH值约6左右，氨氮脱除率高;污染：去除在浓缩中可能带来的无机结垢和有机污染，超滤或纳滤作为预处理，保证浓缩效率。影响膜过滤的关键因素第31页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四膜的污染大体可分为沉淀污染、吸附污染、生物污染。可以通过控制膜污染影响因素，减少膜污染的危害，延长膜的有效操作时间，减少清洗频率，提高生产能力和效率，因此在应用膜技术的过程中，必须注意以下几点:进料液的预处理：预过滤、pH及前道处理的控制；选择合适的膜材料：提高脱盐率，减轻膜的吸附及衰减；改善操作条件：加大流速，保证膜面湍流状态；停机或一定时间内用净水快冲洗，防污物积累；加入防止结垢的有效药剂，如酸、杀菌剂和碱等。合理的化学清洗：以保持膜通量及过滤的有效性。防止膜污染的方法第32页，共35页，2022年，5月20日，20点59分，星期四本工艺技术特点总结1、针对高氨氮废水，采用生物法已经很难解决达标排放问题，而用吹脱法氨氮浓度又偏低的情况下，我们采用零排放的工艺路线，通过膜集成工艺，做到回