废水中氨氮的构成主要有两种,一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵,氯化铵等等。
高氨氮废水的一般在形成上由于 氨水和无机氨 共同存在所造成的,ph呈中性以上的废水中,氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用,ph在酸性条件下,废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。
提及高浓度氨氮废水首先往往让我们想到的是蒸馏和吹脱,这时候氨氮以氨水的形式脱出。在这个过程中,废水需要加热,需要吹风,需要加碱液……
然而,除此之外,你还能想到什么妙招,有针对性的减少能耗和投资? ipgood 和 yjqin1 两位大神,都对高氨氮废水有一定的了解,在对一个高氨氮废水时间里的探讨过程中,他们从原本秉持的是不同的思路,互相取长补短,最终给出了一个都比较满意的改进方案。
接下来,就请各位一起慢慢欣赏吧!
一、案例详情
kingwayhorn:
基本参数:
酸性(pH=2~3)
高氨氮(4000~20000mg/L)
高盐度(总盐约100g/L)
含多种重金属离子
废水中主要离子是NH4+、Na+、SO42-三种,
要求指标:
废水处理要求达到GB8978-1996一级排放标准。但是目前废水都回用了,没有外排的废水。
原工艺:
废水→除重金属→碱调pH→汽提(氨水)→酸调pH→多效蒸发浓缩(硫酸钠外销)→冷凝水回用
出水是强酸性,如果调到碱性,需要大量的碱,后面又用酸调,酸的需要量也很大。
蒸汽需要量太大,而且让废水量增加25%,给后续蒸发浓缩带来很大压力。
盐度太高,系统容易结垢
设备腐蚀严重
提问:
怎么改进,使得处理更加经济、合理?
二、精华探讨:
ipgood:
这个废水看起来很难做。实际上坐起来不是很难。
按常规处理,可能有人要加入液碱,然后吹脱或者蒸馏,把氨氮去掉。目前离子膜液碱的价格700左右一吨(32%含量)液氨3000元每吨,这个成本中加药的成本就是很高了。同时废水的盐分也要增加等等。
废水不需要脱氨氮,因为氨氮在你这个废水里是以铵盐的形成存在。你就可以调节ph到6左右,保证废水在弱酸性,用5效蒸发进行脱盐处理,把硫酸铵和硫酸钠以及所有的重金属全部去掉,此时废水氨氮要在200以下了。做的好可以到100以下。盐分全部去掉。废水的运行成本按照120元的蒸汽吨价位,你的废水每吨处理成本35元以下,就可以搞定。
现在氨氮废水也存在一个误区,就是一概的选择吹脱和蒸馏。如果废水氨氮是氨水形成的是没有问题,如果是铵盐形成的,这样做就是很麻烦的。如果很高的话,把氨氮以晶体的形成脱出。这样处理成本也会很大的降低。
这个处理成本不会那么高,不用强制循环蒸发,那样电能很高的,同时增加蒸发的效数,你说的这个最少可以做到5效了。处理的成本就会降低很多。同时不需要各效都进行强制循环。板式的电能会降低60%以上。蒸汽利用率也增加一倍多。仅供参考。你这个废水的主要成分就是硫酸钠和硫酸铵。所以,将这个废水中和到弱酸环境,直接做5效蒸发,就可以脱盐脱氨氮等等。同时也可以降低COD。一举多得。
kingwayhorn:
成本主要是氢氧化钠和硫酸,还有前面除重金属所加药剂,以及蒸汽的成本。因为成本太高,所以现在废水除完重金属就直接进4效蒸发浓缩系统了,但是带来的问题也不少。一个是冷凝水里氨含量高,一个是结晶出来的硫酸钠里含有25%的硫酸铵,造成硫酸钠无法外销,在厂区堆积,严重影响生产。还有就是设备腐蚀结垢严重,氨气逸出,厂区工作环境十分恶劣。
ipgood:
你这个废水,不需要再加入硫酸了,直接加入液碱就是可以,把ph调节到6左右。这样废水中的硫酸铵就很少有氨水出来了。同时你的重金属是不用脱出的,最后都在固体中除去。冷凝水的氨气很多,说明废水中的氨氮有很多氨水,调节各效的ph不能在中性或者碱性,因为这样的条件,氨水肯定要释放出来的,整体要在酸性条件下进行。因为硫酸铵本身是酸性的,如果把ph调节到中性,那么你的废水中肯定存在氨水,因为硫酸铵酸性,而废水为中性的话,那么废水ph从酸性到中性之间的部分是氨水的碱性来补充的。所以必然要在淡水中有很多的氨氮,这个氨氮的来源是废水中的氨水,而不是硫酸铵,所以控制ph弱酸性很重要。设备的腐蚀问题,主要是应力腐蚀吧,不知道你的材质。这个废水一般316l的就问题不大。
再有电费的问题,我想你的装机功率一定很高,这是强制循环的弊病,我做的蒸发6效,日100吨废水的,装机功率才25千瓦,不知道你的装机功率多大,这是电费的问题。另外蒸汽的消耗和冷却水量,我估计你那里也不小。我估计你那里的设备也经常堵塞?也是一个弊病。但是是可以做好的。还有就是出盐的时候,不能采用冷却结晶的方法,这个废水要采用热结晶的方法。
kingwayhorn:
我们的目的就是为了把氨和重金属回收利用,如果氨和重金属跑到最后的固体里去,那就更麻烦了。
蒸发后的硫酸钠晶体是外销的,外面的企业拿来生产硫酸钠,但是最近环保局查得严,他们焙烧硫酸钠的时候有大量氨气出来,被环保局查了好几次。他们要求硫酸钠里面硫酸铵含量必须低于10%,否则就不要我们的硫酸钠了。厂区面积有限,现在已经堆积了大量的硫酸钠,再不运出去就没地方堆,要停产了。
现在的情况是,经过蒸发浓缩系统后的废水含固量30%,冷却结晶后固体用挖斗挖出,上清液返回蒸发浓缩系统。
ipgood:
那是这个样子的,你可以把他们都结晶成固体以后,再烧,然后用水吸收氨水,回收氨水。硫酸铵本身在高温下可以分解的。如果是加入液碱蒸发回收的话,很不算,费用很高的。反正也要烧,在这个时候回收会更好一些。再有一个就盐的出售的问题了。我不太明情况,纯属于个人看法。仅供一些参考。
还有一个问题,可以直接结晶处理,不需要冷却的。但是目前已经都这样了,改或者再做都不太可能的。关键是烧的过程中,废气要吸收,用水吸收就可以。或者用硫酸再吸收。不知道这些硫酸铵或是氨水,你公司是否可以回用。