动力波旋转流高氨氮污水处理工业化示范项目

动力波旋转流高氨氮污水处理工业化示范项目可行性研究报告一、立项的背景与意义动力波旋转流高氨氮污水处理专用装置是一种拥有自主知识产权的新型高效、多用途环保设备。用于高氨氮的工业污水处理，和同类装置相比，在相同的处理能力和水质条件下，项目投资可减少30～50％，占地面积可减少50～70％，能耗可减少30～40％，处理成本可下降20～40％。利用本技术制作的组合式动力波污水处理专用装置可以替代现有的大多数好氧水处理工艺，而且反应效率要提高20～30％。株化集团翔宇公司系中国最大的水合肼生产基地，其生产过程中排放的废水氨氮含量极高，虽然公司已建立了污水处理装置，仍未能做到达标排放，若排至湘江，将严重污染湘江水资源，也制约了公司的进一步发展。如果本项目实施，利用现有的科研成果有效解决制约公司发展的高浓度氨氮废水处理的关键性技术难题，不仅可有效改善株洲清水塘地区和湘江流域的水质与环境，而且可建立起我省高氨氮污水处理的示范工程，更有利于提高全省能源、资源利用率，显著削减废物排放量，使我省的节能减排技术及指标能居国内领先水平，也可为实现我省节能减排的总体目标提供强有力的科技支撑和示范，为实现我省“十一五”节能减排的总体目标作出贡献。高氨氮废水不仅限于水合肼产业，在石油化工、合成氨、化肥、纯碱等行业也普遍存在，研发低成本、低能耗的氨氮废水处理技术，并尽快产业化，也是我省节能减排急待解决的重大问题。而且，本技术和相应装置还可进一步推广应用于高温烟气脱硫、除尘、脱氮，有效减少二氧化碳的排放量。现有实验研究表明，用于烟气处理，对SO2吸收率可达到95％以上，除尘效率可达到99％以上，尤其对脱除亚微粒子比其他设备更为有效，净化效率远高于传统除尘设备。装置不仅有极高的脱硫除尘效率，还有良好的降温和气液传质效果。且设备简单、可靠性好，运行周期长，投资总费用比传统工艺要节省30％以上。充分利用本技术和装置一体化工业脱硫除尘设备，工业燃煤设备和冶炼、化工、建材和相关行业的各类排出尾气的处理，中型装置则可应用于各类燃煤锅炉的烟道气处理，而小型装置则可用于各大、中、小型酒店与餐馆排出的油烟就地处理由此可见，我省新的集群创新体系将科研优势迅速转化为产业链优势，有力推动我市建设湖南先进制造业中心的工业化进程。二、国内外研究现状与发展趋势目前,国内外针对高浓度氨氮废水的几种主要处理方法有氨吹脱法、化学沉淀(MAP)法和生物处理法等。其中氨吹脱法[6]主要应用于高浓度胺氮废水的预处理,通过调节废水的PH值,控制水温,布水负荷和汽液比,利用空气或蒸汽吹脱的物理作用使胺氮从液相向气象转移.虽然设备简单,容易控制,但吹脱效率有限,能耗大,即使是多级吹脱装置也只能达到70%-80%的去除效率。化学沉淀法是向氨氮废水中投加可溶性的镁盐和磷酸盐,使废水中的氪氮转化为MgNH4PO4·6H20(简称MAP)沉淀,从而去除废水中的氨氮,此法工艺简单,去除效率可达85%左右,但药剂用量大,处理成本较高,沉淀物的二次处理,以及药剂投加引入的氯离子和磷离子的污染仍是需要解决的问题。生物处理法[9,10]对胺氮的降解彻底,处理效果可以达到国家标准,目前应用较广,但只限于处理低浓度胺氮废水,且占地面积大,对于高浓度胺氮废水,需要增设物化处理,这样就使能耗及处理成本大大增加.近年来随着研究的深入,也出现了一些新型的胺氮处理方法,比如荷兰Delft技术大学开发的SHARON短程硝化反硝化工艺，丹麦、意大利等国开发的同时硝化反硝化工艺等。还有物理化学法与生物法相结合的生物膜法、烟道气治理法等,但其在理论上或实践中仍存在很多有待解决的问题.湘潭大学化工学院2005年完成了动力波旋转流一体化“脱硫－除尘”装置的实验研究，并将其应用于烟气脱硫，脱硫率平均达到90％以上，除尘率达到95％以上，取得了较好的效果。2006年首次将其应用于50t/d工业有机废水的处理也获得成功。2007年在株化集团翔宇化工公司的协助下，针对公司水合肼类废水的理化特性,首次将新型高效二氧化氯—动力波旋转泡沫分离技术,创造性地应用于水合肼高浓度氨氮废水的处理，并直接以水合肼废水为研究对象，深入展开了高氨氮工业污水的实验研究，研究结果表明30℃下经4.5小时处理，废水的COD可由2400mg/L，降到190mg/L，去除率为92.1％;氨氮总量可由8750mg/L降至260mg/L，去除率高达97％,效果十分明显，并在此基础上进行了小型中试研究。因此，与株化集团翔宇化工公司合作，产学研相结合，利用高校的科研技术成果，借助于企业丰富的工程实践经验，将二氧化氯的强氧化特性与自主研制的高效动力波旋转泡沫分离装置良好的气液分离效果相结合,实现高氨氮废水的有效分离，从根本上解决制约公司发展的节能减排关键性技术难题是完全可行的。项目实施不仅可实现科研成果的产业化，建立我省氨氮污水处理的示范工程，还可有效改善株洲清水塘地区和湘江流域的水质与环境，为实现我省节能减排的总体目标提供强有力的科技支撑。三、项目实施主要内容、技术关键与创新点、预期目标3.1项目实施的主要技术内容1、废水的氨氮去除率≥90％，COD的去除率≥90％；2、装置的连续运行时间≥7天；3、组织工业实施，建立示范工程，获得工业应用的相关工程参数；4、建立中试研究平台，为动力波污水处理技术的推广应用提供有效的实验手段。细3.2蝶拟解决的关劳键技术诵1、耗水合肼工业贡污水的中试铺及参数的优形化；欺2、铜组合式动力鄙波急工业架污水处理专哨用污装置的试制龄；秤3、建立动比力波展工业缘污水处理技女术工业应用盈的示范工程氧；暖3.3驼项目创新点玩1、首次将横动力波原理巩应用于工业忠污水处理，配大大增加了什气液传质面哭积，缩短了凉氧化反应时压间；圆2、使户“近反应－分离庙一体化森”输，有效强化触了季氧化反应过静程，提高了芳氨氮的去除拥率；旬3.4偶预期目标农1、废水的蛙氨氮去除率阶≥陪92％，C怜OD的去除伤率检≥惑90％；陶2、装置的茎连续正常运籍行时间欧≥阶7天；思3、组织工蛮业实施，建弃立示范工程胆，获得工业稼应用的相关都工程参数；吊4、建立中朗试研究平台歼，为动力波碎污水处理技哪术的推广应昼用提供有效奸的实验手段圆。塔3.5饭项目的技术扔路线嫌携嘱舌痛怒波管空气净化气气波管空气净化气气脱氨段脱氨段气液分离段气液分离段净化液净化液离心泵离心泵残液残液回2．锻教多置V102aV102a,b二氧化氯贮槽V101废水池FP101a.b废水泵F101氧化风机F102一级风机T101a,b氧化塔T102一级分离塔T103二级分离塔F103二级风机V101硫酸槽P102a.b一级分离泵P103a.b二级分离泵V102调节池M101混合器V103液碱槽T104气提塔P104真空泵废水净水均3.5水项目的技术撇来源，合作键单位情况，扫知识产权归扣属情况说明萍本项目的技级术来源为省视教育厅资助歇的自主科研娘项目，已申露报国家发明校专利，知识梅产权为湘潭倘大学所有。鞠科研合作单片位是株化集辆团翔宇精细幸化工有限公椅司，系朋株化集团的吨一个具有独魂立法人地位指的全资子公欢司，为中国踢最早的氯甲晌苯、最大的孤水合肼生产帅基地。南公司采用自姥行开发的冷师冻脱碱，连写续蒸发脱盐翁，尿素法新为工艺，生产偶规模现已达犁到4000交0吨/年，伞同时副产1雄08000组吨/年工业榜盐和108凑000吨/丹年工业十水勺碳酸钠，多产品证已技占据国内水豆合肼市场的醒半璧江山召，共成为芦了避行业傻的艇龙头社。塘四、应用或粘产业化前景斥与市场需求伸4.1越产业化前景挽：很娱动力波旋转遮泡沫分离装通置相结合即司构成犬“困反应－分离叼”锐一体化的氨代氮类废水处命理专用装置机。和同类装还置相比，在辟相同的处理亚能力和水质思条件下，项迎目投资可减慢少30～5欧0％，占地贡面积可减少胞50～70减％，能耗可愚减少30～水40％，处理理成本可下殃降20～4写0％。利用仍本技术制作固的包组合式动力猜波污水处理轨专用装置可点以替代现有砌的大多数烘好氧水处理炮工艺，而且罚反应效率要防提高20～泰30％薄。枪不仅有良好特的节能减排剩社会效益，意也有较高的悔经济效益，埋有较高工业生应用前景与路推广价值。捎利用本技术嚼还可以进一汇步开发一体钱化贼选竭扬树籍冲抖鱼禽不仅疯具有效率高躲、费用低、佛设备简单、菌安装维修容隶易而等特点米，而且还有灰气相负荷范稿围广（10馒1炎～10际6犹僚m惨3贱/h）、可券用于高温、共高固相含量避和强腐蚀性猛各类场合的扔独特优势。婚两倾工业燃煤设夺备墙和冶炼、化可工、建材和跌相关行业的自各类排出尾颂气的处理，慧千立方的中置型装置则可探应用于各类防燃煤半锅炉的烟道大气处理，而国几百立方以且内的小型装暑置则可用于条各大、中、宏小型酒店与疲餐馆排出油屠烟的就地处画理。同时，把还可利用动剪力波旋转流卷独特的技术上特性，开发赚出系列可应舰用于不同规航模的工业有扣机废水处理立的成套装置旧。而且其设开备投资费用臭要比常规处解理方法低3俯0％，和国喜内同类产品折比较，不仅泊有明显技术趴含量优势，欺也有明显价袋格优势，因龟此必然有巨脂大的市场潜介力。督4.2桑市场需求预谁测快：绘敢高浓度氨氮财废水广泛存伤在于石油化下工、焦化、嚷煤气、化肥狡、农药、纯驶碱铁合金、苗玻璃行业、华肉类加工和淡味精行业，上以及全国各煎地垃圾堆放码场的渗透液席和各养殖场变的排放废水义、厌氧消化谋液等也都是谢高浓度的氨息氮废水，涉泰及行业领域僻极广。我国蛮沿海地区发喊生的大面积桶赤朝现象，辜氨氮对水体镰的污染实际航也是其重要木原因之一。炊由于高浓度蔬氨氮废水其续成份复杂，画含盐、含生园物毒性化合连物，对环境顷的危害极大尚，其处理难挑度也极大。钢因此，投资熔少、能耗低秩、成本低、区效率高，且袍适用范围广义的高浓度氨昨氮废水处理念技术，一直算是国内外水色处理研究的岗焦点。本利用冠“洋动力波旋转散流污水处理瓣技术发”逐研发的一体丙化氨氮类废厦水处理专用尸装置，和同茅类装置相比斩，不仅效率煎高、适用范崭围广，而且镇在相同的处练理能力和水痒质条件下，瓜项目投资可燥减少30～厘50％，占雀地面积可减池少50～7绣0％，能耗探可减少30虫～40％，闯处理成本可途下降20～屡40％，不卵仅社会效益做好，经济效炸益也非常高抗，具有广阔幸的市场前景弹。亲懂脂赠去担惕件个垦粘水武炒还寿匪龄所扫矿键长捉耳腐渐燃煤百锅炉的烟道墓气和酒店与竭餐馆排出的全油烟处理。命我国现有工颠业燃煤设备顺就有识4O万台津，煤炭消费讨总量为世界蜓第一，每年奖向大气中排伯放大量SO欧2木和粉尘，吹构成了对链环境逃的们严重