氨氮污水處理技術(shù)裝備(hexiwu)

1、高濃度氨氮污水處理技術(shù)高濃度氨氮污水處理技術(shù)裝備研究方案裝備研究方案項(xiàng)目的意義項(xiàng)目的意義據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)：n全國(guó)廢水排放總量571.7億噸，工業(yè)廢水排放量約241.7億噸,占廢水排放總量的42.3%；生活污水排放量330.0億噸，占廢水排放總量的57.7%；n全國(guó)廢水總氨氮排放量127萬(wàn)噸，其中工業(yè)廢水氨氮排放量29.7萬(wàn)噸，生活污水氨氮排放量97.3萬(wàn)噸。這嚴(yán)重污染了我國(guó)水體。n工業(yè)氨氮廢水排放中：焦化行業(yè)約2.6億噸，化肥化工行業(yè)約15億噸，印染行業(yè)約占3億噸，造紙行業(yè)約占2億噸，稀土行業(yè)約占1.4億噸。nNH3是所有生物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，污水中含有大量的NH3可使水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集，引起

2、藻類及其他浮游生物迅速繁殖、水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，造成魚類或其他生物大量死亡。n目前所采用的氨水處理工藝大多能耗高，設(shè)備復(fù)雜，占地規(guī)模龐大等缺點(diǎn)。n利用先進(jìn)的工藝流程和微波技術(shù)開發(fā)節(jié)能、高效、體積小的處理設(shè)備具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。氨的物化性質(zhì)氨的物化性質(zhì)物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：n氨氣通常情況下是有刺激性氣味的無(wú)色氣體，密度比空氣小，n極易溶于水，易液化 ，液氨可作制冷劑n可以700：1的體積比溶解于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：n NH3+H2O=NH4OH 放熱反應(yīng)放熱反應(yīng) n氨水（一水合氨，NH3.H2O）可腐蝕許多金屬，用鐵桶裝氨水應(yīng)內(nèi)涂瀝青。 焦油精制污水水質(zhì)表焦油精制污水水質(zhì)表水

3、質(zhì)指標(biāo) NH3-N CODcr 石油類 揮發(fā)酚 硫化物 氰化物 濃度（mg/L） 4200 10500 950 1900 990 80 常見(jiàn)焦化氨水的成分常見(jiàn)焦化氨水的成分苯加氫污水水質(zhì)表苯加氫污水水質(zhì)表 水質(zhì)指標(biāo) NH3-N CODcr 石油類 揮發(fā)酚 硫化物 氰化物 濃度 （mg/L） 30646 79680 170 1959 1721980焦化剩余氨水處理現(xiàn)狀 目前剩余氨水的處理方法為蒸餾工藝。蒸氨后的廢水送生物處理站。 由于廢水中殘氨濃度較高，生化處理空氣與堿消耗都較大，處理成本高。焦化剩余氨水處理現(xiàn)狀 近年在工藝上也作了相應(yīng)改造，引用了導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨、管式爐加熱間接蒸氨、蒸汽加熱

4、再沸器蒸氨等。蒸汽耗量也由原250kg/噸氨水下降到180kg/噸氨水?，F(xiàn)有蒸氨工藝設(shè)備的缺陷 水蒸汽法直接蒸氨工藝： 采用水蒸汽直接蒸氨的蒸汽消耗量大，它與企業(yè)重點(diǎn)開展的節(jié)能降耗、增加企業(yè)效益的愿景不符，同時(shí)增加了外排廢水量。導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝：n在原有蒸氨系統(tǒng)上需要增加一套導(dǎo)熱油加熱爐、二臺(tái)導(dǎo)熱油儲(chǔ)槽、一臺(tái)高溫油泵和一臺(tái)再沸器，工藝相對(duì)較為復(fù)雜，建設(shè)投資大。n導(dǎo)熱油長(zhǎng)期在250條件下運(yùn)行，導(dǎo)熱油存在變質(zhì)問(wèn)題，少量裂解氣排入大氣也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，n通常一年需要更換一次新的導(dǎo)熱油，目前導(dǎo)熱油價(jià)格約8000-9000元/T，增加了成本。n煤氣消耗量大，約25-33m3/噸氨水。以下是導(dǎo)熱油

5、加熱蒸氨工藝圖。 管式爐加熱間接蒸氨工藝：n這種蒸氨工藝在原有水蒸汽直接蒸氨系統(tǒng)上需要增加一套管式爐和一臺(tái)氨水循環(huán)泵，工藝相對(duì)較為復(fù)雜；n對(duì)管式爐爐管材質(zhì)有一定要求；同時(shí)管式爐是明火設(shè)備，要求與易燃易爆區(qū)域的安全距離較大，否則該工藝存在安全隱患。n需消耗燃料（用煤氣量與導(dǎo)熱油相當(dāng)）。以下是管式爐加熱間接蒸氨工藝圖?，F(xiàn)有蒸氨工藝設(shè)備的缺陷 水蒸汽加熱間接蒸氨工藝：n該工藝采用水蒸汽通過(guò)蒸氨塔底廢氨水再沸器間接加熱作為蒸氨能源熱源，要求蒸汽必須保證足夠的壓力，氣源要求充足且穩(wěn)定；n需增設(shè)再沸器和循環(huán)泵系統(tǒng)；n消耗的蒸汽量與直接蒸汽蒸氨相當(dāng)或略高；電耗高于直接蒸汽蒸氨；唯一的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有增加廢水量。以

6、下是水蒸汽加熱間接蒸氨工藝圖。間接蒸氨的主要優(yōu)勢(shì)n間接蒸氨與直接蒸氨不同之處就是利用再沸器加熱蒸氨塔底廢水產(chǎn)生的蒸汽作為蒸餾熱源。間接蒸氨比直接蒸氨節(jié)能主要是：n直接蒸氨的廢水量較大，冷卻水及能耗較大；n間接蒸氨工藝由于廢水量的減少降低了后續(xù)處理成本；微波脫氨技術(shù)n利用物質(zhì)對(duì)電磁波的吸收原理，可實(shí)現(xiàn)電磁能熱能之間的轉(zhuǎn)換。n既是直接加熱，又不增加新的廢水。n微波加熱的熱轉(zhuǎn)換效率高，在95%以上，而蒸汽加熱為15%以上，紅外加熱為50%以上。 微波的特性-選擇性加熱原理 當(dāng)被加熱物質(zhì)放在微波場(chǎng)中時(shí)，其極性分子隨微波頻率以每秒幾十億次的高頻來(lái)回?cái)[動(dòng)，迅速產(chǎn)生大量的熱能，這種只有極性物質(zhì)才能吸收微波能

7、轉(zhuǎn)化為熱能就是微波加熱的選擇性加熱原理。微波脫氨的原理n由于氨是極性分子，水也是極性分子，因此氨能以化合態(tài)溶于水：nNH3+H2O NH4OH。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；n蒸氨就是提供一定能量使NH4OH解析成NH3。n解析程度依提供的能量大小和氣液界面NH3的分壓而定。因此不斷提供能量或降低氣液界面NH3的分壓都能強(qiáng)化NH4OH解析成NH3。微波脫氨的工藝流程微波脫氨的工藝說(shuō)明n在微波反應(yīng)器中NH4OH在微波輻照,并在一定真空下，98%以上NH3被解吸進(jìn)入氣相。經(jīng)冷凝冷卻成為16%的濃氨水收集于氨水槽；n脫氨廢水則進(jìn)入廢水槽經(jīng)脫氨廢水泵送入換熱器與原料剩余氨水換熱后，送污水生物處理站。微波脫氨的工藝

8、設(shè)備n微波脫氨工藝省去了蒸氨塔及蒸汽加熱系統(tǒng)或煤氣加熱系統(tǒng)因此工藝短，設(shè)備少而簡(jiǎn)單，占地面積小，一次投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)便，自控與自動(dòng)化程度高。n按業(yè)主需求還可微波脫氨與微波污水處理合并設(shè)計(jì)一次處理到位。微波脫氨的經(jīng)濟(jì)分析項(xiàng)目直接蒸汽間接蒸汽管式爐加熱導(dǎo)熱油加熱微波脫氨廢水量t/h1515151515蒸汽用量t/h338（2.8）000增加廢水t/h30000耗電kwh22525980180煤氣用量m3/h004004000耗導(dǎo)熱油t/a00020耗堿費(fèi)萬(wàn)元/a108108108108108成本元/m333.241（33.0）32.333.215.4投資萬(wàn)元202230350420260

9、運(yùn)行費(fèi)萬(wàn)元/a436.25561.74 （433.6新）466.42478.25202.3關(guān)鍵技術(shù)研究n流速關(guān)系n流量關(guān)系n負(fù)壓關(guān)系n溫度關(guān)系n功率關(guān)系nPH值關(guān)系n催化關(guān)系弄清處理效果與相關(guān)因素的關(guān)系找到最佳工藝條件系統(tǒng)測(cè)控點(diǎn)系統(tǒng)測(cè)控點(diǎn)n入水泵控制n入水氨氮濃度在線檢測(cè)n酸堿調(diào)節(jié)槽液位監(jiān)測(cè)與連鎖nPH值在線檢測(cè)與調(diào)節(jié)n加藥控制n入水流量檢測(cè)與調(diào)節(jié)n微波反應(yīng)器內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)(3-5點(diǎn))n微波反應(yīng)器內(nèi)負(fù)壓監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)n氨氣抽取風(fēng)機(jī)控制n微波發(fā)生器功率控制n氨氣分縮器及冷凝循環(huán)水控制n微波反應(yīng)器出水氨氮濃度檢測(cè)n出水換熱器前后溫度檢測(cè)(4點(diǎn))n出水冷凝換熱控制n催化加藥控制研制目標(biāo)n設(shè)備處理能力為2-10 T/h。n以目前武漢鋼鐵公司焦化廢水為處理目標(biāo)，其氨氮濃度為1350mg/L。處理結(jié)果達(dá)到200mg/L以下，可以直接進(jìn)入生化處理池進(jìn)行