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高浓度氨氮废水处理技术新突破
2010-05-17 14:29
①技术简介:
从上世纪九十年代末期开始,我们即投入大量的人力、物力和财力,在马鞍山钢铁公司焦化厂开始研发氨氮废水处理技术,前后共用十年时间才攻克了这一世界性技术难题。1999年10月,“新物化法处理焦化蒸氨和古马隆综合废水技术”通过了国家冶金工业局主持的科技成果鉴定,专家鉴定意见认为:我们这套处理中低浓度焦化氨氮废水的物化装置为“国内首创”,处理结果“达到国内领先水平”。新华社11月2日发布消息,重点介绍了此项技术的开发成功。不久,时任全国人大常委会副委员长的邹家华即在此篇报道上批示,接着全国人大环资委主任曲格平和国家环保总局局长解振华等领导同志也在上面批示,要求重点了解和推广此项技术。
为了继续攀登高浓度和超高浓度氨氮废水处理技术高峰,我们在此项成果基础上,耗时三年终于又研发出了“高浓度氨氮废水处理技术”,2002年申报国家发明专利,2005年底获得国家发明专利证书。与此同时,我们还开发出了与这项发明专利技术配套的高效节能的气液分离设备,从而保证了绝大部分高浓度和超高浓度的氨氮废水(特别是无机氮),在经过这项专利技术处理之后均能达到国家一级排放标准。
②、技术机理:
氨氮在水中主要以铵盐(NH4+)和游离氨(NH3)的形式存在,NH4+和NH3之间的平衡关系受PH值的制约,PH值≤7时,氨氮多以NH4+的形式存在;而当PH值大于7以后,氨氮则多以NH3的形态存在。国内外用“物化法”去除氨氮都离不开“强化絮凝(化学沉淀)”或“汽提吹脱(氨分离)”两种形式。如我们1999年通过国家级科技成果鉴定的处理方法,就是釆用“强化絮凝”的手段,将氨水中的铵盐絮凝成渣的形式去除的。它的优点是不需要特意去调高PH值,但它也只能处理500mg/l以下的中低浓度氨氮废水。要处理几千、几万甚至十几万以上的高浓度和超高浓度氨氮废水,用强化絮凝的方法显然是做不到的。
《高浓度氨氮废水处理方法》,就是从NH3-N的另一种形态(气态)开始研究的。要解决的关键技术问题有两个:①如何将废水中的固态氨(铵盐)最大限度地转化成气态氨(游离氨)?②如何最大限度地把气态氨从水中分离出来加以利用或者予以回收?在研发中我们应用了传统的吹脱法的基本原理,即通过加碱提高废水的PH值,使固定铵尽量转化成游离氨,然后借助空气的力量将游离氨分离出来。但传统的吹脱法只能去除70%左右的氨氮,最新研究成果,采用多级吹脱再加上超声波超重力等新技术,去除率也只能达到90%左右,最终达标还要续接A/O法。同时传统吹脱法的气水比高达5000:1以上,能耗大,成本高,工业化应用难度大;同时用几千上万倍的空气稀释了的氨气也无法回收,只能任其向大气中转移二次污染。
我们在高浓度、超高浓度氨氮废水处理技术上主要有两大突破:一是研发出了一种高效稳定的复合脱氮剂,它含有大量的O、H、OH、CH、CH2等自由基和活性基团,在碱性或酸性条件下,几乎能够百分之百地将大部份有机胺和全部无机铵转化成游离氨,并高效断掉氨分子和水分子之间的氢键,使氨分子彻底摆脱水分子的结合力,从而百分之百的以游离氨的形态从水中分离出来。二是开发出了多种高效节能的气液分离设备——氨分离反应器和脱氮塔(立式、卧式两种)。它们的创新之处在于:①效率高,能够彻底地将氨气从水中分离出来,保证出水处理一次到位,达到国家一级排放标准以下;②能耗低,气水比只有传统吹脱法的三分之一以下。正因如此,我们才保证了数千、数万乃至十几万以上的高浓度、超高浓度氨氮废水也能一次处理到位,去除率高达99.9%以上。
③、巨大优势:
到目前为止,国内外还没有一种理想的氨氮废水处理技木。现在比较常用的就是“蒸氨+A/O” 工艺,也就是先用汽提法(蒸氨),将高浓度的氨氮废水先降到500mg/l以下,然后再用成倍的清水稀释到200mg/L以下,然后再续接A/O法进行生化处理。
这种处理工艺的最大弊病是:
1、必须将高浓度的氨氮废水先用汽提(蒸氨)或吹脱的方法将氨氮浓度降低,而蒸氨所用的蒸氨塔不仅投资大,而且运行成本高,除开加碱调PH值的费用不计,仅蒸汽成本处理每吨废水便要二三十元(一吨废水由60℃升高到103℃,蒸汽耗量约为200—250kg)。
2、续接的A/O法不仅投资大,运行成本高,而且要求进水氨氮必须在300mg/l(最好200mg/L)以下,水温也不能低于30℃,否则出水根本不可能达标。
用国家发明专利技术“高浓渡氨氮废水处理方法”处理高浓度氨氮废水,完全可以克服以上弊病,充分展示出我们技术的无比优越性:
1、可以处理任何原汁原味的高浓度氨氮废水而不需要对原水进行稀释;
2、可以对任何高浓度的氨氮废水一次处理到位,既不需要预处理也不需要后续生化;
3、投资少、占地小、运行成本低。处理同规模的氨氮废水,本技术投资比“蒸氨+A/O” 法低一半以上,占地面积少百分之八十以上,运行成本低三分之一以上;
4、处理效果保证稳定达到国家一级排放标准以下。
 
 
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