動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流高氨氮污水處理工業(yè)化示范方案

1、動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流高氨氮污水處理工業(yè)化示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告一、立項(xiàng)的背景與意義動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流高氨氮污水處理專用裝置是一種擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型高效、多用途環(huán)保設(shè)備。用于高氨氮的工業(yè)污水處理，和同類裝置相比，在相同的處理能力和水質(zhì)條件下，項(xiàng)目投資可減少30?50%,占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%,處理成本可下降20?40%。利用本技術(shù)制作的組合式動(dòng)力波污水處理專用裝置可以替代現(xiàn)有的大多數(shù)好氧水處理工藝，而且反應(yīng)效率要提高20?30%。株化集團(tuán)翔宇公司系中國最大的水合肼生產(chǎn)基地,其生產(chǎn)過程中排放的廢水氨氮含量極高,雖然公司已建立了污水處理裝置,仍未能做到達(dá)標(biāo)排放,若排至湘江,將嚴(yán)重污

2、染湘江水資源,也制約了公司的進(jìn)一步發(fā)展。如果本項(xiàng)目實(shí)施,利用現(xiàn)有的科研成果有效解決制約公司發(fā)展的高濃度氨氮廢水處理的關(guān)鍵性技術(shù)難題,不僅可有效改善株洲清水塘地區(qū)和湘江流域的水質(zhì)與環(huán)境,而且可建立起我省高氨氮污水處理的示范工程,更有利于提高全省能源、資源利用率,顯著削減廢物排放量使我省的節(jié)能減排技術(shù)及指標(biāo)能居國內(nèi)領(lǐng)先水平,也可為實(shí)現(xiàn)我省節(jié)能減排的總體目標(biāo)提供強(qiáng)有力的科技支撐和示范,為實(shí)現(xiàn)我省“十一五”節(jié)能減排的總體目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。高氨氮廢水不僅限于水合肼產(chǎn)業(yè),在石油化工、合成氨、化肥、純堿等行業(yè)也普遍存在,研發(fā)低成本、低能耗的氨氮廢水處理技術(shù),并盡快產(chǎn)業(yè)化,也是我省節(jié)能減排急待解決的重大問題。而且

3、,本技術(shù)和相應(yīng)裝置還可進(jìn)一步推廣應(yīng)用于高溫?zé)煔饷摿?、除塵、脫氮,有效減少二氧化碳的排放量?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)研究表明，用于煙氣處理，對SO吸收率可達(dá)到95%以上,除塵效率可達(dá)到99%以上,尤其對脫除亞微粒子比其他設(shè)備更為有效，凈化效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)除塵設(shè)備。裝置不僅有極高的脫硫除塵效率，還有良好的降溫和氣液傳質(zhì)效果。且設(shè)備簡單、可靠性好，運(yùn)行周期長，投資總費(fèi)用比傳統(tǒng)工藝要節(jié)省30%以上。不僅可以應(yīng)用于每小時(shí)幾百萬立方的大規(guī)模煙氣處理，也可應(yīng)用于每小時(shí)幾十立方的小型煙氣處理。因此，充分利用本技術(shù)和裝置的高效率、低成本、多用途、適應(yīng)性廣的優(yōu)勢，研制有廣泛用途、并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的的一體化工業(yè)脫硫除塵設(shè)備，可開發(fā)

4、出系列大、中、小等不同類型的專用工業(yè)污水處理和煙氣處理專用裝置。其中，大型裝置可應(yīng)用于大型工業(yè)燃煤設(shè)備和冶煉、化工、建材和相關(guān)行業(yè)的各類排出尾氣的處理，中型裝置則可應(yīng)用于各類燃煤鍋爐的煙道氣處理，而小型裝置則可用于各大、中、小型酒店與餐館排出的油煙就地處理，同樣有巨大的市場需求和廣闊的應(yīng)用前景。由此可見，它的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，不僅將會(huì)有力促進(jìn)我國污水處理技術(shù)、煙氣脫硫除塵、洗滌凈化等大氣環(huán)境污染控制技術(shù)和環(huán)保裝備技術(shù)水平的提高，也將有利于促進(jìn)形成我省新的集群創(chuàng)新體系和優(yōu)勢環(huán)保產(chǎn)業(yè)，將科研優(yōu)勢迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，有力推動(dòng)我市建設(shè)湖南先進(jìn)制造業(yè)中心的工業(yè)化進(jìn)程。八國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢目前,國內(nèi)

5、外針對高濃度氨氮廢水的幾種主要處理方法有氨吹脫法、化學(xué)沉淀(MAP法和生物處理法等。具中氨吹脫法主要應(yīng)用于高濃度胺氮廢水的預(yù)處理，通過調(diào)節(jié)廢水的PH值,控制水溫,布水負(fù)荷和汽液比,利用空氣或蒸汽吹脫的物理作用使胺氮從液相向氣象轉(zhuǎn)移.雖然設(shè)備簡單,容易控制,但吹脫效率有限,能耗大,即使是多級吹脫裝置也只能達(dá)到70%-80%的去除效率?；瘜W(xué)沉淀法是向氨氮廢水中投加可溶性的鎂鹽和磷酸鹽，使廢水中的氪氮轉(zhuǎn)化為MgN4PQ?6H0(簡稱MAP沉淀,從而去除廢水中的氨氮，此法工藝簡單,去除效率可達(dá)85流右，但藥劑用量大,處理成本較高,沉淀物的二次處理,以及藥劑投加引入的氯離子和磷離子的污染仍是需要解決的問

6、題。生物處理法9,10對胺氮的降解徹底,處理效果可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),目前應(yīng)用較廣,但只限于處理低濃度胺氮廢水,且占地面積大,對于高濃度胺氮廢水,需要增設(shè)物化處理,這樣就使能耗及處理成本大大增加.近年來隨著研究的深入,也出現(xiàn)了一些新型的胺氮處理方法,比如荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)開發(fā)的SHARQ短程硝化反硝化工藝，丹麥、意大利等國開發(fā)的同時(shí)硝化反硝化工藝等。還有物理化學(xué)法與生物法相結(jié)合的生物膜法、煙道氣治理法等,但其在理論上或?qū)嵺`中仍存在很多有待解決的問題.湘潭大學(xué)化工學(xué)院2005年完成了動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流一體化“脫硫除塵”裝置的實(shí)驗(yàn)研究，并將其應(yīng)用于煙氣脫硫，脫硫率平均達(dá)到90以上，除塵率達(dá)到95以上，取

7、得了較好的效果。2006年首次將其應(yīng)用于50t/d工業(yè)有機(jī)廢水的處理也獲得成功。2007年在株化集團(tuán)翔宇化工公司的協(xié)助下，針對公司水合肼類廢水的理化特性,首次將新型高效二氧化氯動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)泡沫分離技術(shù),創(chuàng)造性地應(yīng)用于水合肼高濃度氨氮廢水的處理，并直接以水合肼廢水為研究對象，深入展開了高氨氮工業(yè)污水的實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明30C下經(jīng)4.5小時(shí)處理，廢水的CQD可由2400mg/L,降到190mg/L,去除率為92.1%;氨氮總量可由8750mg/L降至260mg/L,去除率高達(dá)97%,效果十分明顯，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了小型中試研究。因此，與株化集團(tuán)翔宇化工公司合作，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，利用高校的科研技術(shù)成

8、果，借助于企業(yè)豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將二氧化氯的強(qiáng)氧化特性與自主研制的高效動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)泡沫分離裝置良好的氣液分離效果相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高氨氮廢水的有效分離，從根本上解決制約公司發(fā)展的節(jié)能減排關(guān)鍵性技術(shù)難題是完全可行的。項(xiàng)目實(shí)施不僅可實(shí)現(xiàn)科研成果的產(chǎn)業(yè)化，建立我省氨氮污水處理的示范工程，還可有效改善株洲清水塘地區(qū)和湘江流域的水質(zhì)與環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)我省節(jié)能減排的總體目標(biāo)提供強(qiáng)有力的科技支撐。:、項(xiàng)目實(shí)施主要內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn)、預(yù)期目標(biāo)1項(xiàng)目實(shí)施的主要技術(shù)內(nèi)容、廢水的氨氮去除率90%,COD勺去除率90%;、裝置的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間7天；、組織工業(yè)實(shí)施，建立示范工程，獲得工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)工程參數(shù)；、建立中試研究平臺(tái)，

9、為動(dòng)力波污水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用提供有效的實(shí)驗(yàn)手段。3.2擬解決的關(guān)鍵技術(shù)、水合肼工業(yè)污水的中試及參數(shù)的優(yōu)化；、組合式動(dòng)力波工業(yè)污水處理專用裝置的試制；3、建立動(dòng)力波工業(yè)污水處理技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的示范工程；.3項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)1、首次將動(dòng)力波原理應(yīng)用于工業(yè)污水處理，大大增加了氣液傳質(zhì)面積，縮短了氧化反應(yīng)時(shí)間；使“反應(yīng)-分離一體化”，有效強(qiáng)化了氧化反應(yīng)過程，提高了氨氮的去除率;4預(yù)期目標(biāo)1、廢水的氨氮去除率92%,COD勺去除率90%;2、裝置的連續(xù)正常運(yùn)行時(shí)間7天；3、組織工業(yè)實(shí)施，建立示范工程，獲得工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)工程參數(shù)；4、建立中試研究平臺(tái)，為動(dòng)力波污水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用提供有效的實(shí)驗(yàn)手段。3.5項(xiàng)目

10、的技術(shù)路線1?一體化動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流污水處理裝置的結(jié)構(gòu)如下圖所示:2.動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流水合腓污水處理工程工藝流程圖V101P101a.bM101F101T101a,bV103F102T102F103T103T104P104硫酸槽廢K泵混合器氧化風(fēng)機(jī)氧化塔|液堿槽-一級風(fēng)機(jī)一級分離一級風(fēng)機(jī)二級分離氣提塔真空泵塔塔V101V102邑bV102P102a:b_P103a.b廢水池項(xiàng)目的技術(shù)來源，合作單位青況調(diào)節(jié)池識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬泵情況說明分離泵本項(xiàng)目的技術(shù)來源為省教育廳資助的自主科研項(xiàng)目，已申報(bào)國家發(fā)明專利，知識(shí)產(chǎn)權(quán)為湘潭大學(xué)所有?？蒲泻献鲉挝皇侵昊瘓F(tuán)翔宇精細(xì)化工有限公司，系株化集團(tuán)的一個(gè)具有獨(dú)立法人地位的全資

11、子公司，為中國最早的氯甲苯、最大的水合腓生產(chǎn)基地。公司采用自行開發(fā)的冷凍脫堿，連續(xù)蒸發(fā)脫鹽，尿素法新工藝，生產(chǎn)規(guī)模現(xiàn)已達(dá)到40000噸/年，同時(shí)副產(chǎn)108000噸/年工業(yè)鹽和108000噸/年工業(yè)十水碳酸鈉，產(chǎn)品已占據(jù)國內(nèi)水合腓市場的半璧江山，成為了行業(yè)的龍頭。四、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場需求4.1產(chǎn)業(yè)化前景：動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)泡沫分離裝置相結(jié)合即構(gòu)成“反應(yīng)-分離”一體化的氨氮類廢水處理專用裝置。和同類裝置相比，在相同的處理能力和水質(zhì)條件下，項(xiàng)目投資可減少30?50%,占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%,處理成本可下降20?40%o利用本技術(shù)制作的組合式動(dòng)力波污水處理專用裝置可以替代現(xiàn)有

12、的大多數(shù)好氧水處理工藝，而且反應(yīng)效率要提高20?30%。不僅有良好的節(jié)能減排社會(huì)效益，也有較高的經(jīng)濟(jì)效益，有較高工業(yè)應(yīng)用前景與推廣價(jià)值。利用本技術(shù)還可以進(jìn)一步開發(fā)一體化動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流煙氣凈化裝置，也將是一種可擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型多用途環(huán)保設(shè)備，不僅具有效率高、費(fèi)用低、設(shè)備簡單、安裝維修容易等特點(diǎn)，而且還有氣相負(fù)荷范圍廣(101?106mVh)、可用于高溫、高固相含M和強(qiáng)腐蝕性各類場合的獨(dú)特優(yōu)勢?？蓱?yīng)用于大型工業(yè)燃煤設(shè)備和冶煉、化工、建材和相關(guān)行業(yè)的各類排出尾氣的處理，千立方的中型裝置則可應(yīng)用于各類燃煤鍋爐的煙道氣處理，而幾百立方以內(nèi)的小型裝置則可用于各大、中、小型酒店與餐館排出油煙的就地處理。

13、同時(shí)，還可利用動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流獨(dú)特的技術(shù)特性，開發(fā)出系列可應(yīng)用于不同規(guī)模的工業(yè)有機(jī)廢水處理的成套裝置。而且其設(shè)備投資費(fèi)用要比常規(guī)處理方法低30%,和國內(nèi)同類產(chǎn)品比較，不僅有明顯技術(shù)含M優(yōu)勢，也有明顯價(jià)格優(yōu)勢，因此必然有巨大的市場潛力。4.2市場需求預(yù)測：高濃度氨氮廢水廣泛存在于石油化工、焦化、煤氣、化肥、農(nóng)藥、純堿鐵合金、玻璃行業(yè)、肉類加工和味精行業(yè)，以及全國各地垃圾堆放場的滲透液和各養(yǎng)殖場的排放廢水、厭氧消化液等也都是高濃度的氨氮廢水，涉及行業(yè)領(lǐng)域極廣。我國沿海地區(qū)發(fā)生的大面積赤朝現(xiàn)象，氨氮對水體的污染實(shí)際也是其重要原因之一。由于高濃度氨氮廢水其成份復(fù)雜，含鹽、含生物毒性化合物，對環(huán)境的危害極大

14、，其處理難度也極大。因此，投資少、能耗低、成本低、效率高，且適用范圍廣的高濃度氨氮廢水處理技術(shù)，一宜是國內(nèi)外水處理研究的焦點(diǎn)。利用“動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流污水處理技術(shù)”研發(fā)的一體化氨氮類廢水處理專刪I蹬裝置相比，不僅效率高、適用范圍廣，而且在相同的處理能力和水質(zhì)條件下，項(xiàng)目投資可減少30?50%,占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%,處理成本可下降20?40%,不僅社會(huì)效益好，經(jīng)濟(jì)效益也非常高，具有廣闊的市場前景。動(dòng)力波旋轉(zhuǎn)流氨氮廢水處理裝置,不僅可以用于氨氮廢水處理,還可以部分替代現(xiàn)有的好氧水處理工藝各類有機(jī)廢水和醫(yī)院的廢水處理,甚至于還可以用于煙氣的脫硫除塵。裝置既可以應(yīng)用于每小時(shí)幾百萬立方的大規(guī)模煙氣處理,也可應(yīng)用于每小時(shí)幾十立方的小型煙氣處理,包括燃煤鍋爐的煙道氣和酒店與餐館排出的油煙處理。我國現(xiàn)有工業(yè)燃煤設(shè)備就有40萬臺(tái)，煤炭消費(fèi)