申请日期2016.11.08
公开（公告）日期2017.02.22
IPC分类号C01C1/10； C01C1/242
概括
本发明公开了一种氨氮废水中氨气的回收净化方法，属于废水处理技术及资源化利用领域。 本发明包括以下步骤：1、在碱性条件下采用吹风法吹除含氨氮废水，去除废水中的大部分氨氮和挥发性有机物。 废水氨氮达标后进入污水系统进行处理，气相部分（粗氨）进行后续处理； 2、粗氨经换热冷却，分离出粗氨中的水蒸气； 3、粗氨通过吸附工艺进行吸附净化，去除粗氨中的大部分夹杂物和挥发性有机物； 4、吸附净化后用水或硫酸吸收氨气； 5、对饱和吸附材料进行再生，实现循环利用。 本发明在节省能耗的前提下，大大提高了氨氮汽提效率，并且氨气可以回收利用并得到有效净化，保证了回收资源的回收价值。
索赔
1、一种高氨氮废水中氨气的回收净化方法，包括以下步骤：
1)在碱性条件下汽提含氨氮废水，汽提过程中添加脱氮剂，控制反应温度和气水比；
2)将步骤1)中汽提过程得到的气相部分进行热交换，冷却气体；
3)将步骤2)中冷却后的气体吸附纯化，得到氨；
4)用吸收液吸收步骤3)纯化后的氨。
2.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水中氨的回收纯化方法，其特征在于：步骤1)中含氨氮废水的pH为9～14，温度控制在20℃至 20°C。 90℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种高氨氮废水中氨的回收纯化方法，其特征在于：步骤1)中的汽提时间为0.5～10h，气水比为(300～ 5500）：1。
4.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水中氨气的回收和净化方法，其特征在于，将步骤2)中产生的冷凝液返回到步骤1)的汽提工序中。
5.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水中氨气的回收净化方法，其特征在于：步骤1)中反硝化剂的投加量为0～30ppm。
6.根据权利要求1或5所述的一种高氨氮废水中氨的回收纯化方法，其特征在于：所述脱氮剂由乙二醇脱氨酶10-20%、铁酸盐5-10%组成， 5％至30％的有机羧酸和5％至30％的过氧化氢混合在水溶液中。
7.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水中氨的回收净化方法，其特征在于：步骤3)中吸附净化气体的吸附填料主要为活性炭、沸石、陶粒、分子筛。 、天然吸附剂、壳聚糖、树脂中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水中氨气的回收净化方法，其特征在于：步骤4)中的吸收液为水或硫酸。
9.根据权利要求8所述的一种高氨氮废水中氨的回收纯化方法，其特征在于：硫酸的质量浓度为1～98％。
手动的
一种从氨氮废水中回收净化氨气的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术及资源化利用领域，具体涉及一种氨氮废水中氨气的回收净化方法。
背景技术
高浓度氨氮废水来源广泛，包括焦化厂余氨、煤气化废水、味精废水、垃圾填埋场废水等。以上各种废水的氨氮浓度各不相同，成分为相对复杂，含有机质较多。 水体中氨氮含量超标会导致水体生态环境恶化，危害水生生物和人体健康，造成水体富营养化，增加水处理成本。
目前高氨氮废水的处理技术需要首先将氨氮从水中分离出来，然后污水进入后续的生化单元进行生物脱氮。 目前国内常见的氨氮分离工艺有氨蒸发法和汽提法。 国内氨蒸发工艺主要是直接氨蒸发工艺，它以水蒸气为加热剂，使循环水面上氨的平衡蒸气压大于热载体中氨的分压。 气液两相的传质和传热使氨气逐渐从循环水中释放出来。 回收氨氮产生氨水，直接回用于硫酸铵工艺或与烟气反应生产硫酸铵。 直接氨蒸发工艺消耗大量能源，废水中氨氮难以完全释放，氨氮回收率低； 氨蒸发温度高（105~110℃），氨蒸发过程中部分挥发性有机物随氨挥发。 析出，影响回收氨的纯度和质量。
氨氮汽提法是分离废水中氨氮的主要方法之一。 吹出的氨主要用水或硫酸吸收，制成氨水或硫酸铵溶液。 但该方法存在的主要问题是：1、反应温度高，热能消耗大，废水中的氨氮难以完全释放，氨氮回收率低； 2、汽提过程气水比大，动力消耗大； 3、汽提过程中，部分低沸点、易挥发的有机物随氨气溢出，导致回收的氨水或硫酸铵纯度较低，含有较多的有机杂质。
现有中国专利申请公开号为CN A，申请公开日为2011年5月18日的专利申请文件公开了一种高效汽提及尾气氨回收氨氮废水闭路处理一体化工艺。 中国专利申请公开号为CN A，2013年9月25日公开的专利申请文件公开了一种氨气的净化回收方法。 上述两项专利均提出了氨氮高效汽提吸收的工艺技术，提高了氨氮的净化和回收率。 它可以提高传统氨蒸发和汽提工艺的去除效率并降低能耗。 但针对回收氨纯度低、有机杂质较多的问题，目前尚未提出理想的解决方案。 中国专利申请公开号为CN A，2011年4月27日公开的专利申请文件公开了一种处理氨氮废水的方法。 采用初吹+树脂吸附工艺处理氨氮废水。 虽然解决了吹脱解吸法的问题，但处理低浓度氨氮废水时存在效率低的缺点。 但采用树脂吸收氨氮并没有考虑树脂中气体中水蒸气可能被冷却的情况。 冷却的水蒸气会导致树脂的压降迅速增大，同时也会使树脂中的氨氮量增加。 树脂装置的溶解不仅消耗大量的动力能源，而且不利于氨氮的回收效率，成本较高。
中国专利申请号为2.3，2015年9月9日公开的专利申请文件公开了一种含氨氮废水的处理设备，包括汽提塔、加热器、催化剂反应器和气转气热开关。 含氨氮废水和汽提气体在汽提塔中汽提，成为汽提废水和含氨气体。 加热器对含氨气体进行加热，并通过催化反应器进行处理，将气体中的氨氧化，得到处理后的气体。 气-气换热器用于含氨气体与处理后气体之间进行热交换。 其中，气-气换热器的换热效率根据含氨气体的总热值进行相应调整，使得总热值增大，换热效率相应降低，或者换热效率降低。随着总热值的降低，交换效率也相应调整。 但该专利只是一种含氨氮废水的处理方法，并不是氨水的精制工艺。 其权利要求6还明确指出“含氨氮废水含有挥发性有机化合物，至少部分挥发性有机化合物通过气提除去”；“通过气提将其取出”； 中国专利申请公开号为CN A，申请公开日为2012年10月17日的专利申请文件公开了一种氨精制系统及氨精制方法，利用粗氨气化对粗氨进行精制（提纯） 、吸附杂质、冷凝分离。 该方法采用合成沸石吸附粗氨中的水分和低挥发性杂质，但没有考虑较高温度气体对吸附材料吸附性能的影响。 一般来说，气体温度越高，吸附剂对挥发性有机化合物的作用越低。 捕集效率越低，且粗氨中所含的水分很容易使吸附材料饱和，降低吸附能力，从而增加能耗和成本。
发明内容
1.需要解决的问题
针对氨氮废水脱氨过程能耗高、粗氨吸附净化过程中高温对吸附材料的影响、水蒸气对吸附过程的影响等现有技术问题氨氮废水中氨气的回收净化方法。 它以气体换热冷凝为特色工艺，以冷凝水作为吸收液进行循环利用，从而实现氨氮的强化去除、高效回收和净化。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种高氨氮废水中氨气的回收净化方法，包括以下步骤：
1）含氨氮废水通过气提工艺在碱性条件下进行汽提。 汽提过程中加入一定量的脱硝剂，控制反应温度和气水比； 气提工艺得到的液相部分氨氮浓度达到生化处理标准后送污水处理站处理，气相部分（粗氨）进入步骤2处理）；
2)将步骤1)鼓风过程中得到的气相部分(粗氨气)进行热交换以冷却气体。 首先将粗氨气中的水蒸气进行冷凝分离，以减少水蒸气对后续步骤的干扰。 冷凝液作为氨气吸收液循环使用，气体进入步骤3)进行处理；
3）冷却后的粗氨气进行吸附净化。 通过该步骤，可以去除粗氨气中所含的大部分挥发性有机杂质；
4)以水或硫酸为吸收液，吸收步骤3)中吸附纯化后的氨气，制成氨水或硫酸铵，可作为产品循环利用。
而且，该过程中，气体热交换在汽提和吸附过程之间前移，既保证了消除吹入水蒸气对吸附过程的干扰，又提高了精氨酸的吸收效率。
此外，在前面的气体冷却步骤中收集的冷凝液含有大量的氨。 这部分冷凝液作为精氨酸吸收步骤中的吸收剂，不仅实现了冷凝液的循环利用，而且提高了整体效率。 氨回收效率。
进一步地，所述步骤1)中，调节废水的pH为9〜14，废水温度控制在20°C〜90°C，汽提时间为0.5〜10h，气水比例为(300~5500):1。 废水经氨气汽提后，剩余污水进入生化装置进行后续处理。
进一步地，步骤1)中反硝化剂的用量为0～30ppm。 所谓反硝化剂是由10～20%乙二醇脱氨酶、5～10%高铁酸盐、有机羧基组成。 它由 5 至 30% 的酸和 5 至 30% 的过氧化氢组成，可混溶于水溶液（质量分数）。 也可以是其他具有类似功能的氨氮去除产品。
进一步地，所述步骤2)中，粗氨气经热交换冷却后，通过气液分离除去冷凝水。 热交换过程可以是自来水热交换或空气热交换。 气液分离主要是利用气体和液体之间的重力差来实现的。
进一步地，步骤3)中的吸附填料主要由活性炭、沸石、陶粒、分子筛、天然吸附剂、壳聚糖、树脂等多孔材料中的一种或多种组合组成。 粗氨气中的大部分有机杂质被截留，实现氨的净化。 吸附填料饱和后，可用蒸汽进行解吸再生。 吸附填料再生后可循环利用，降低氨回收精制系统的经济成本。
进一步地，步骤4)中，用于吸收吸附纯化后的氨气的吸收液可以为水或硫酸。 硫酸浓度可为1%～98%，氨氮吸收效率高达99%以上。
而且，本发明能够合理平衡能量，充分实现资源再利用，同时解决氨氮废水脱氮和氨水回收精制问题。
现有的氨氮废水处理工艺存在以下技术问题：（1）目前的氨氮汽提法处理高氨氮废水，脱氮效率不够高，导致后续废水生化脱氮压力较高，纯度较低。回收的氨水或硫酸铵的利用率不够高，难以直接利用，常用于固废处理，处理成本高； (2)现有的氨精制技术没有考虑系统的能量平衡，没有对氨氮废水中吹出的氨氮类型以及可能共存的杂质进行分析并采取有针对性的措施。 措施：对于汽提氨氮废水得到的氨气，常用的净化和吸附方法。 普遍存在吸附效率低、再生频繁、有机杂质吸附不充分、产品回收达标困难等技术问题。 因此，这些技术方法不适用于氨氮回收净化氨氮废水处理领域，无法解决该领域的技术问题； (3)本发明技术充分分析了氨氮回收及氨氮废水净化领域的典型特点，在传统技术的基础上，创造性地结合了催化汽提、气体换热预处理等关键点。 -处理、冷凝水循环吸收、杂质吸附三者协同作用，取得显着的有益效果，解决了高氨氮废水的高效处理和资源化回用问题。 这在行业中很常见。 技术人员很难通过简单的工艺路线组合或调整来实现该专利方法的有益效果； (4)本专利的技术创新对工艺单元进行了排列组合，改变了传统的常规思维，使该方法更适合解决本领域的技术问题。 为了有效解决该问题，同时，专利技术中提到的关键工艺参数需要通过一系列实验获得，这对于解决该领域的技术问题具有重要意义。 (5)该方法提供了一种从氨氮废水中回收和纯化氨的方法，解决了以下问题：1)氨氮汽提过程能耗高的问题； 2）粗氨吸附净化过程中的高温对吸附材料有害的水蒸气的影响以及水蒸气对吸附过程的影响； 3）回收产品（氨或硫酸铵）纯度低的问题。
本发明的一种从氨氮废水中回收提纯氨的方法，是针对目前氨氮废水的氨氮汽提效率不够高、氨气精制纯度不够、氨气精制纯度不够等技术问题进行的创新研究。现有炼油体系有待完善。 本发明技术是在现有技术的基础上，以气体换热冷凝为特点。 冷凝水作为吸收液循环使用，实现氨氮的强化去除、高效回收和净化。 虽然目前行业内用于处理氨氮废水的处理技术有很多，但主要思路都是吹掉废水中的氨氮，降低废水反硝化处理的难度。 但目前的处理技术普遍不具备较高的吹脱效率，导致污水后续生物脱氮的压力仍然很大。 另外，汽提得到的氨气吸收再利用时，氨水或硫酸铵一般纯度不够，难以直接回用。 它通常被当作固体废物处理并且不被重复利用。 ，并将其作为固体废物处理，增加了氨氮废水处理成本； 另一方面，虽然有很多精炼或净化氨水的专利技术方法，但这些专利技术方法仍然过于简单和粗放，很多细节问题还没有得到妥善解决。 导致实际使用过程存在氨氮汽提效率不够、精氨酸纯度不够、能源利用效率低、经济成本高等缺点。 本发明技术从氨氮废水高效脱氮处理及资源化、精制化、回用角度出发。 从系统整体流程考虑技术方法，创造性地将催化汽提、气体换热前置、凝液循环吸收、杂质吸附等关键点结合起来，发挥协同效应，取得显着的有益效果，解决高浓度废水的高效处理。氨氮废水及资源化利用。
3、有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用低温气提，减少蒸汽用量，可节能降耗。 同时减少了蒸汽冷凝增加的废水量，降低了后续污水处理装置的处理规模和运行成本；
(2)本发明采用低温气提并添加脱硝剂，降低反应温度，提高脱氮效率，减少高沸点有机物的挥发，有效降低吸附剂材料的处理负荷，并采用吸附净化。 能有效去除粗氨中含有的大部分有机物，提高氨回收价值；
(3)本发明将气体冷却过程放在前面，有利于减少高温气体对吸附材料性能的影响，并通过气体分离水分，消除水蒸气对吸附过程的影响冷却，降低吸附过程的动力和能耗，实现能源高效利用。 合理平衡；
(4)本发明采用吸附净化，可以实现有机污染物的富集。 解吸剂的适当处理可以减轻废水处理的负荷； 吸附填料吸附饱和后可解吸再生，不造成二次污染；
(5)本发明方法适用范围广，可实现氨氮含量1％～20％废水的高效处理；
(6)本发明所采用的氨氮废水处理方法，从高氨氮废水中回收氨氮。 氨氮回收率大于99%，回收的氨氮纯度高于96%；
(7)本发明所用的氨氮废水处理方法对经过适当预处理的含氨氮废水进行处理。 系统氨氮去除率大于95%。 处理后废水氨氮含量低于100mg/L，减轻了后续废水处理的负荷。 同时，可以通过调节汽提工艺参数来控制出水氨氮浓度，使其更灵活地适应后续生化装置的氮肥需求。