本申请公开了一种高氨氮废水处理装置及方法，所述装置包括pH调节单元、溶气单元、释放单元及废水吸收单元。本发明专利技术利用膜接触器高的比表面积和传质效率，可实现废水中氨氮的快速释放和回收，在将废水处理达到规定排放标准的同时，又获得了较高浓度的氨水，具有较高的经济效益。此外，本发明专利技术技术集成度高、设备紧凑、易撬装化，在氨氮废水处理领域具有很好的应用前景。前景。
【技术实现步骤摘要】
一种高氨氮废水处理装置及方法
[0001]本申请涉及一种高氨氮废水处理装置及方法，属于废水处理领域。
技术介绍
[0002]氨氮废水来源广泛，如生活污水、垃圾渗透液、工业废水等。废水中的氨氮若直接排放会对生态环境造成很大危害：氨氮是导致水体富营养化的主要因素之一，若将氨氮废水直接排放到水体中，会造成水体中的藻类及微生物大量繁殖，使得水中溶解氧含量下降，严重时则会导致鱼类及其他水生生物缺氧死亡，对水质造成严重影响；氨氮在水体中经过硝化作用会产生亚硝酸盐和硝酸盐，若污染水体为饮用水，人类长期饮用会诱发高铁血红蛋白症，而当水中的亚硝酸盐氮含量过高时，其通过与蛋白质结合会形成亚硝胺，具有致癌性，会对人体健康造成严重危害。因此，氨氮废水对生态环境和人类健康都有潜在危害，其处理方法研究具有重要意义。
[0003]氨氮废水的处理方法主要包括吹脱法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法以及生物法等。其中吹脱法是目前高氨氮废水处理过程的主要方法，指将废水的pH调节至碱性，使废水中的氨氮以游离氨形式存在，然后在汽提塔中通入气体(通常为空气或者蒸汽)，将游离氨从废水中吹脱出来。该方法适用于处理高浓度氨氮废水，具有技术简单的优点。但吹脱法由于消耗大量空气或蒸汽，过程能耗很高。此外，现在许多吹脱装置考虑到经济性，没有回收氨系统，直接排放到大气中，造成大气污染；若溢出的氨气采用硫酸吸收，尽管可制备出硫酸铵作为肥料，但经济价值较氨水要差。
[0004]膜接触器作为近年来新兴的一种分离技术，是传统的吸收过程与膜技术的耦合产物，具有传质面积大、结构紧凑、体积小的优点。目前关于膜接触器应用于处理氨氮废水的研究已多有报导[Amaral M C S,Magalhaes N C,Moravia W G,Ferreira C D.Ammonia recovery from landfill leachate using hydrophobic membrane contactors.Water Sci Technol,2016,74(9):2177
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2184；赵倩倩,顾玲.PVDF膜接触器脱除回收垃圾渗滤废液中的氨氮[J].天津化工,2014,28(1):53
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54]。常见的膜接触器采用疏水中空纤维膜作为屏障，分隔氨氮废水与吸收液。吸收液多为硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者多种酸混合的稀溶液，料液中的气态氨在分压差作用下可以透过疏水膜膜孔到吸收液侧与酸液反应生成铵盐，实现料液中氨氮的脱除与回收。CN203451325U及CN209493324U专利也报道了利用膜接触器处理氨氮废水制备氨水。但上述报道基本仅限于氨氮废水某一环节的研究，而采用膜接触器技术对氨氮废水处理进行全流程设计和优化则更具使用价值。
技术实现思路
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种高氨氮废水处理装置，该装置利用膜接触器高的比表面积和传质效率，可实现废水中氨氮的快速释放和回收，在将废水处理达到规定排放标准的同时，又获得了较高浓度的氨水，具有较高的经济效益。此外，本专利技术技术集成度高、设备紧凑、易撬装化，在氨氮废水处理领域具有很好的应用前景。
[0006]所述装置包括：
[0007]pH调节单元，包括pH调节储液容器；用于氨氮废水的pH值调节，使废水中的NH
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转变为挥发性气态氨；
[0008]溶气单元，包括膜接触器A、增压装置I、增压装置II，所述增压装置II和膜接触器A的管程进口连接，所述膜接触器A的壳程进口与增压装置I液体出口管路连接；采用膜接触器使气体短时间内最大限度地溶于废水，形成溶气水；
[0009]释放单元，包括释放器和气液分离装置，所述释放器通过支撑悬空于气液分离罐腔体内的偏上部分；气液分离装置中，上方为气体，下方为液体，释放器位于气体氛围中；采用释放器将溶气水在气液分离装置释放，该过程产生大量微细气泡，加速气态氨从废水中的挥发；
[0010]废水吸收单元，包括膜接触器B；采用膜接触器对气液分离装置底部的低浓度氨氮废水进一步吸收处理，实现废水的达标排放；
[0011]沿废水流向，所述pH调节单元、溶气单元、释放单元、废水吸收单元依次连接。
[0012]所述pH调节储液容器与所述增压装置I连接，所述膜接触器A的壳程出口与所述释放器连接，所述气液分离装置的液体出口与所述膜接触器B的壳程的进口连接。
[0013]可选地，所述废水吸收单元中，还包括泵I和酸液储罐，所述膜接触器B的管程进口通过泵I与酸液储罐的出口连接，膜接触器B的管程出口通过管路与酸液储罐的进口连接，所述膜接触器B管程中含有酸液。
[0014]可选地，所述膜接触器A内包括中空纤维疏水微孔膜；
[0015]所述中空纤维疏水微孔膜的材质选自聚丙烯、聚四氟乙烯、表面疏水改性的聚丙烯、表面疏水改性的聚四氟乙烯中的一种；
[0016]所述中空纤维疏水微孔膜的膜孔隙率40～65％，平均孔径为0.02～0.25μm。
[0017]可选地，所述装置还包括氨水制备单元，采用低温纯水在膜接触器中吸收气液分离装置顶部气相组分中的气态氨，制备氨水。
[0018]沿气体流向方向，所述释放单元、氨水制备单元、溶气单元依次连通；
[0019]所述氨水制备单元包括膜接触器组和供水模块；所述膜接触器组包括N个膜接触器B，所述N≥3；
[0020]沿气体流向方向，所述膜接触器组中的第1个膜接触器B的管程进口与所述释放单元的气液分离装置的气体出口管路连接，第N个膜接触器B的管程出口与溶气单元的增压装置II的气体进口连接；
[0021]可选地，沿气体流向方向，第1个膜接触器B的管程出口与第2个膜接触器B的管程进口连通，依次地，相邻的两个膜接触器B管程连通，第N
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1个膜接触器B的管程出口与第N个膜接触器B的管程进口连通；
[0022]第N个膜接触器B的壳程进口与供水模块的出水口连通，依次地，相邻的两个膜接触器B壳程连通，第N
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1个膜接触器B的壳程出口与第N个膜接触器B的壳程进口连通。
[0023]可选地，所述膜接触器B内包括中空纤维疏水微孔膜；
[0024]所述中空纤维疏水微孔膜的材质选自聚丙烯、聚四氟乙烯、表面疏水改性的聚丙烯、表面疏水改性的聚四氟乙烯中的一种；
[0025]所述中空纤维疏水微孔膜的膜孔隙率35～55％，平均孔径为0.01～0.2μm；
[0026]所述供水模块包括冷却部件、泵II和液体储罐，所述第N个膜接触器B的壳程进口通过管路与冷却部件、泵II和液体储罐依次连接，液体储罐中储存纯水。
[0027]根据本申请的另一个方面，提供了一种高氨氮废水的处理方法，所述方法包括：高氨氮废水通过所述废水处理装置处理，所述高氨氮废水中氨氮含量≥3500ppm。
[0028]可选地，所述方法具体包括以下步骤：
[0029](1)高氨氮废水经pH调节储液容器后通过增压装置I进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高氨氮废水处理装置，其特征在于，所述装置包括：pH调节单元，包括pH调节储液容器；溶气单元，包括膜接触器A、增压装置I、增压装置II，所述增压装置II和膜接触器A的管程进口连接，所述膜接触器A的壳程进口与增压装置I液体出口管路连接；释放单元，包括释放器和气液分离装置，所述释放器置于气液分离装置的腔体内；废水吸收单元，包括膜接触器B；沿废水流向，所述pH调节单元、溶气单元、释放单元、废水吸收单元依次连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述pH调节储液容器与所述增压装置I连接，所述膜接触器A的壳程出口与所述释放器连接，所述气液分离装置的液体出口与所述膜接触器B的壳程的进口连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述废水吸收单元中，还包括泵I和酸液储罐，所述膜接触器B的管程进口通过泵I与酸液储罐的出口连接，膜接触器B的管程出口通过管路与酸液储罐的进口连接，所述膜接触器B管程中含有酸液；优选地，所述膜接触器A内包括中空纤维疏水微孔膜；所述中空纤维疏水微孔膜的材质选自聚丙烯、聚四氟乙烯、表面疏水改性的聚丙烯、表面疏水改性的聚四氟乙烯中的一种；所述中空纤维疏水微孔膜的膜孔隙率40～65％，平均孔径为0.02～0.25μm。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括氨水制备单元；沿气体流向方向，所述释放单元、氨水制备单元、溶气单元依次连通；所述氨水制备单元包括膜接触器组和供水模块；所述膜接触器组包括N个膜接触器B，所述N≥3；所述膜接触器组中的第1个膜接触器B的管程进口与所述释放单元的气液分离装置的气体出口管路连接，第N个膜接触器B的管程出口与溶气单元的增压装置II的气体进口连接；优选地，沿气体流向方向，第1个膜接触器B的管程出口与第2个膜接触器B的管程进口连通，依次地，相邻的两个膜接触器B管程连通，第N
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1个膜接触器B的管程出口与第N个膜接触器B的管程进口连通；第N个膜接触器B的壳程进口与供水模块的出水口连通，依次地，相邻的两个膜接触器B壳程连通，第N
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1个膜接触器B的壳程出口与第N个膜接触器B的壳程进口连通。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述膜接触器B内包括中空纤维疏水微孔膜；所述中空纤维疏水微孔膜的材质选自聚丙烯、聚四氟乙烯、表面疏水改性的聚丙烯、表面疏水改性的聚四氟乙烯中的一种；所述中空纤维疏水微孔膜的膜孔隙率35～55％，平均孔径为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：康国栋，刘丹丹，周美青，曹义鸣，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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